Czynniki wpływające i metody poprawy nadprężności stopów tytułu β

Maksymalny naprężenie odzyskiwania (εr) stopu Ti-Ni może osiągnąć 8,0%, wykazując doskonały efekt pamięci kształtu i nadprężność, i jest szeroko stosowany jako płyty kostne, rusztowania naczyniowe i ramy ortodontyczne.Jednakże, gdy stop Ti-Ni zostaje wszczepiony do ludzkiego ciała, może uwalniać Ni+, który jest uczulący i rakotwórczy, prowadząc do poważnych problemów zdrowotnych.odporność na korozję i niski moduł elastyczności, i może uzyskać lepszą wytrzymałość i elastyczność dopasowania po rozsądnej obróbce cieplnej, jest to rodzaj metalu, który może być stosowany do zastąpienia twardej tkanki.odwracalna termoelastyczna transformacja martensytyczna występuje w niektórych stopów tytulu β, wykazujące pewne efekty nadelastyczne i pamięci kształtowej, co dodatkowo poszerza jego zastosowanie w dziedzinie biomedycznej.W ostatnich latach rozwój stopu β-tytanu, który składa się z nietoksycznych pierwiastków i ma wysoką elastyczność, stał się głównym punktem badań stopu tytanu medycznego..
Obecnie opracowano wiele stopów β-tytanu o nadprężności i efektach pamięci kształtu w temperaturze pokojowej, takich jak stopy Ti-Mo, Ti-Ta, Ti-Zr i Ti-Nb.Wynik zestawienia jest niewielki., np. maksymalne εr Ti-(26, 27)Nb (26 i 27 są frakcjami atomowymi, jeżeli nie są specjalnie oznaczone, składniki stopu tytanu objęte niniejszym artykułem są frakcjami atomowymi) wynosi tylko 3,0%,znacznie niższy niż stopu Ti-NiW tym artykule analizowane są czynniki wpływające na nadprężność stopów β-tytanu.i metody poprawy nadprężności są streszczone systematycznie.
Superelastyczność 1.1 Odwracalna przemiana martensytyczna spowodowana naprężeniem stopów tytanu 1β
Superelastyczność stopów β-tytanu jest zwykle spowodowana odwracalną przemianą martensytyczną wywołaną naprężeniem, tj.faza β struktury siatki sześciennej o środku ciała przekształca się w fazę α" struktury siatki rombowej, gdy obciążenie jest obciążonePodczas rozładunku faza α" zmienia się w fazę β, a naprężenie odzyskuje się.faza β struktury sześciennej o środku ciała nazywana jest austenitem, a faza α struktury rombowej martensytemTemperatura początkowa przemiany fazy martensytycznej, temperatura końcowa przemiany fazy martensytycznej,temperaturę początkową przemiany fazy austenitowej i temperaturę końcową przemiany fazy austenitowej wyraża się w Ms, Mf, As i Af, a Af jest zwykle kilka kelvinów do dziesiątek kelvinów wyższy niż Ms.Proces ładowania i rozładunku stopu β-tytanu z przekształceniem martensytowym wywołanym naprężeniem przedstawiony jest na rysunku 1.Najpierw występuje elastyczna deformacja fazy β,który przekształca się w fazę α" w postaci cięcia, gdy obciążenie osiąga napięcie krytyczne (σSIM) wymagane do indukowania przejścia fazy martensytycznej. Wraz ze wzrostem obciążenia przejście fazowe martensytyczne (β→α") trwa do czasu osiągnięcia naprężenia wymaganego do końca (lub końca) przejścia fazowego martensytycznego,Następnie występuje elastyczna deformacja fazy α".Kiedy obciążenie wzrasta dalej powyżej napięcia krytycznego wymaganego do poślizgu fazy β (σCSS), występuje deformacja plastyczna fazy β.Oprócz elastycznego odzyskiwania fazy α" i fazy βEfekt superelastyczny lub pamięć kształtu stopu zależy od zależności między temperaturą przejścia fazowego a temperaturą badania..W przypadku gdy Af jest nieco niższa od temperatury badawczej, faza α indukowana przez naprężenie podczas załadunku przechodzi w fazie α → β podczas rozładunku,i naprężenie odpowiadające przemianie fazowej wywołanej naprężeniem może całkowicie odzyskać, a stop wykazuje nadprężność. Gdy temperatura badawcza wynosi między As a Af, część fazy α przekształca się w fazę β podczas rozładunku,i odzyskuje się naprężenie odpowiadające przemianie fazowej wywołanej naprężeniemW przypadku dalszego podgrzewania stopów powyżej Af, pozostała faza α" przekształca się w fazę β, naprężenie przejściowe fazy jest całkowicie odzyskane,i stop wykazuje pewien efekt pamięci kształtuJeżeli temperatura badań jest niższa niż As, naprężenie wywołane przemianą martensytyczną nie odzyskuje się automatycznie w temperaturze badawczej, a stop nie ma nadprężności.Jednakże, gdy stop jest podgrzany powyżej Af, naprężenie zmiany fazy jest całkowicie przywrócone, a stop wykazuje efekt pamięci kształtu.