آلیاژهای Ti-25Nb-xSn ریختگی برای کاربردهای بیوپزشکی

The structure and mechanical properties of

as-cast Ti–25Nb–xSn alloys for biomedical applications

ساختار و خواص مکانیکی آلیاژهای Ti-25Nb-xSn ریختگی برای کاربردهای پزشکی زیستی

ABSTRACT

The effects of tin on the structure and mechanical properties of a Ti–25Nb-based system were studied with an emphasis on improving the strength/modulus ratio. Commercially pure titanium (c.p. Ti) was used as a control. As-cast Ti–25Nb and a series of Ti–25Nb–xSn (x=1, 3, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 13, and 15 wt%) alloys prepared using a commercial arc-melting vacuum pressure casting system were investigated. The experimental results showed that the as-cast Ti–25Nb has an α″ phase, and when 1–5 wt% Sn was introduced into the Ti–25Nb alloy, the structure remained essentially unchanged. However, with 7–15 wt% Sn, retention of the metastable β phase began. Among the developed Ti–25Nb–xSn alloys, all the alloys had good ductility, and Ti–25Nb–8Sn and Ti–25Nb–9Sn alloys had lower bending moduli (52 and 53 GPa, respectively) than c.p. Ti (99 GPa) and the other Ti–25Nb-based alloys (61–133 GPa). Moreover, Ti–25Nb–9Sn and Ti–25Nb–11Sn alloys exhibited higher bending strength/modulus ratios, as large as 20.5 and 20.6, respectively, higher than those of c.p. Ti (8.5) and the Ti–25Nb alloys (19.8). The Ti–25Nb–10Sn (41°) and Ti–25Nb–11Sn (46°) alloys had superior elastically recoverable angles, about 17.0 and 15.2 times greater than that of c.p. Ti, respectively. In the current search for a better implant material, β-phase Ti–25Nb-(8–11)Sn alloys show considerable promise due to their low moduli, ductile properties, excellent elastic recovery capability, reasonably high strength (or high strength/modulus ratio), and better shape memory effect

   

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

اثرات قلع بر ساختار و خواص مکانیکی سیستم آلیاژی بر پایه Ti-25Nb-Sn با تاکید بر بهبود نسبت استحکام/مدول مطالعه گردید. تیتانیوم خالص تجاری (c.p Ti) نیز برای کنترل مطالعه شد. Ti-25Nb ریختگی مجموعه ای از آلیاژهای Ti-25Nb-xSn (x=1,3,5,7,8,9,10,11,13 and 15 wt.%) که با سیستم ریختگی تحت فشار خلا ذوب قوسی آماده شده بود بررسی شدند. نتایج عملی نشان داد که Ti-25Nb دارای فاز است هنگامی که 1تا 5 درصد وزنی قلع به آلیاژ Ti-25Nb اعمال شد، حفظ فاز شبه پایدار β آغاز شد. در میان آلیاژهای Ti-25Nb-xSn توسعه یافته، همه آلیاژها داکتیلیته خوبی داشتند و آلیاژهای   Ti-25Nb-8Sn و  Ti-25Nb-9Sn (به ترتیب GPa 52 و 53)دارای مدول خمش کمتری از c.p. Ti (GPa 99) و سایر آلیاژهای برپایه Ti-25Nb بودند (GPa 133-61). بعلاوه Ti-25Nb-9Sn و Ti-25Nb-11Sn نسبت های بالاتر استحکام/مدول به مقدار به ترتیب 5/20 و 6/20 از خود نشان دادند که بالاتر از مقادیر مربوط به c.p. Ti (5/8) و آلیاژهای (Ti-25Nb (8/19 بود.  آلیاژهای Ti-25Nb-10Sn °41و Ti-25Nb-11Sn ° 46 دارای زوایای قابل بازیابی الاستیک بالاتری، به ترتیب حدود 17 و 2/15 برابر بزرگتر از مقدار مربوط به c.p. Ti بودند. در کاوش حاضر بدنبال یک ماده ایمپلنت بهتر، آلیاژهای  Ti-25Nb-(8-11)Sn با فاز β نوید قابل توجهی را بدلیل مدول های پایین، خواص داکتیل، ظرفیت بازیابی الاستیک فوق العاده، استحکام بسیار بالا (یا نسبت استحکام/مدول بالا) و اثر بهتر در ایجاد آلیاژهای حافظه دار، ایجاد نمودند.