Максимальное восстановление напряжения (εr) Ti-Ni сплава может достигать 8,0%, демонстрируя отличный эффект памяти формы и сверхэластичность, и широко используется в качестве костных пластин, сосудистых лесов и ортодонтических рамок.Однако, когда Ti-Ni сплав имплантируется в человеческое тело, он может высвобождать Ni+, который является сенсибилизирующим и канцерогенным, что приводит к серьезным проблемам со здоровьем.устойчивость к коррозии и низкий модуль эластичности, и может получить лучшую прочность и пластичность совпадение после разумной термической обработки, это вид металлического материала, который может быть использован для замены твердой ткани.Реверсируемая термоэластическая мартенситовая трансформация существует в некоторых сплавах титана β, демонстрирующие определенные сверхэластичные и формовые эффекты памяти, что еще больше расширяет его применение в биомедицинской области.Разработка слияния β-титана, состоящего из нетоксичных элементов и обладающего высокой эластичностью, в последние годы стала точкой исследования медицинского титанового сплава..
В настоящее время разработаны многие сплавы β-титана с сверхэластичностью и эффектом памяти формы при комнатной температуре, такие как Ti-Mo, Ti-Ta, Ti-Zr и Ti-Nb.сверхэластическая восстановление этих сплавов невелика, например, максимальное εr Ti-(26, 27)Nb (26 и 27 являются атомными фракциями, если специально не отмечено, что компоненты титанового сплава, используемые в этом документе, являются атомными фракциями) составляет только 3,0%,гораздо ниже, чем Ti-Ni сплавВ данной работе анализируются факторы, влияющие на сверхэластичность титанового сплава β.и методы повышения сверхэластичности систематически обобщены.
Сверхэластичность 1.1 Реверсируемое мартенситное преобразование сплавов титана 1β
Сверхэластичность титановых сплавов β обычно вызвана обратимой мартенситной трансформацией, вызванной напряжением, то естьβ-фаза кубической решетчатой структуры с центром тела превращается в α" фазу ромбической решетчатой структуры при нагрузке на напряжениеПри разгрузке α" фаза превращается в β-фазу и напряжение восстанавливается.β-фаза кубической структуры с центром тела называется "аустенит", а α-фаза ромбической структуры называется "мартензит"Начальная температура мартенситового перехода фазы, конечная температура мартенситового перехода фазы,начальная температура перехода фазы аустенита и конечная температура перехода фазы аустенита выражаются в Ms, Mf, As и Af, и Af обычно несколько кельвинов до десятков кельвинов выше, чем Ms.Процесс загрузки и разгрузки титанового сплава β с мартенситовым преобразованием, вызванным напряжением, показан на рисунке 1.Сначала происходит эластическая деформация β-фазы,который превращается в α" фазу в виде сдвига, когда нагрузка достигает критического напряжения (σSIM), необходимого для индуцирования мартенситового фазового переходаПо мере увеличения нагрузки мартенситный фазовый переход (β→α") продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение, необходимое для окончания (или окончания) мартенситного фазового перехода.и затем происходит эластическая деформация α" фазыПри дальнейшем увеличении нагрузки выше критического напряжения, требуемого для сдвига β-фазы (σCSS), происходит пластическая деформация β-фазы.в дополнение к эластичному восстановлению α" фазы и β фазыСверхэластичный или эффект памяти формы сплава зависит от отношения между температурой фазового перехода и температурой испытания..Когда Af немного ниже температуры испытания, фаза α, вызванная напряжением во время загрузки, переходит в фазу α →β во время разгрузки.и напряжение, соответствующее фазовому переходу, вызванному напряжением, может полностью восстановиться.При температуре испытания между As и Af часть α-фазы превращается в β-фазу при разгрузке.и нагрузка, соответствующая фазовому переходу, вызванному напряжением, восстанавливаетсяЕсли сплав еще раз нагревается выше Af, оставшаяся α" фаза превращается в β-фазу, фазовый переход полностью восстанавливается.и сплав демонстрирует определенный эффект памяти формыКогда испытательная температура ниже As, напряжение, вызванное мартенситным преобразованием, не восстанавливается автоматически при испытательной температуре, и сплав не имеет сверхэластичности.Однако, когда сплав нагревается выше Af, напряжение фазового смены полностью восстанавливается, и сплав проявляет эффект памяти формы.
