Габитова С.А., Полякова В.В., Семенова И.П

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ И УСТАЛОСТНЫХ СВОЙСТВ МЕДИЦИНСКОГО СПЛАВА Ti-6Al-7Nb ЗА СЧЕТ ФОРМИРОВАНИЯ УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОЙ СТРУКТУРЫ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ

Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия

[email protected]

Титановые малолегированные сплавы нашли широкое применение в современной медицине в качестве конструкционных материалов. Это обусловлено их исключительной коррозионной стойкостью в различных атмосферных условиях, а также в ряде сильных химических реагентов. На их поверхности образуется оксидный слой, который играет не только защитную роль, но и обладает выраженными остеокондуктивными свойствами. Также титановые сплавы имеют высокую удельную прочность (отношение прочности материала к его весу) и низкий модуль упругости, близкий к модулю упругости кости [1].

Известно, что в процессе эксплуатации имплантаты, например эндопротезы, испытывают интенсивные циклические и статические нагрузки, что часто приводит к их разрушению [1,2]. В связи с этим, проблема повышения прочности и усталостных свойств малолегированных титановых сплавов является до сих пор актуальной.

В данной работе объектом исследований является сплав Ti–6Al–7Nb ELI, который признан имплантологами одним из лучших [1]. В этом сплаве по причине малого количества β-фазы невозможно добиться значительного упрочнения путем использования закалки и старения. Наибольший эффект может дать деформА- ционная и термомеханическая обработка. С целью кардинального повышения механических характеристик за счет формирования в сплаве Ti–6Al–7Nb ELI ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры его подвергли интенсивной пластической деформации (ИПД) [3].

Целью данной работы является исследование особенностей структуро- образования и механических свойств в сплаве Ti–6Al–7Nb в процессе РКУП, последующей экструзии и отжига.

Установлено, что формирование УМЗ структуры в сплаве Ti–6Al–7Nb с по- мощью комбинированной термомеханической обработки, включающей интенсив- ную пластическую деформацию привело к повышению предела выносливости с 450 до 680 МПа. Фрактографический анализ изломов образцов после усталостных испытаний обнаружил некоторые отличительные особенности распространения усталостной трещины в КЗ и УМЗ состоянии сплава Ti–6Al–7Nb, которые в целом свидетельствует о более вязком характере разрушения сплава Ti–6Al–7Nb с УМЗ структурой.

1. Brunette D.M., Tengvall P., Textor M., Thompsen P.// Titanium in Medicine. Springer – Verlag Berlin Heidelberg, Germany, 2011, 1019 p.

2. Иголкин А.И.// Титан в медицине. Титан. 1993. №1, С.86

3. Валиев Р.З., Александров И.В. // Объемные наноструктурные металлические материа- лы: получение, структура и свойства. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. – 398 с.: ил.

Дата добавления: 2017-01-14