Тёммес Александр Структура и свойства биосовместимых метастабильных сплавов Ti-Nb, полученных литьем в медные формы

Краткое описание

Тёммес Александр Структура и свойства биосовместимых метастабильных сплавов Ti-Nb, полученных литьем в медные формы

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

кандидат наук Тёммес Александр

ВВЕДЕНИЕ

1 ТИТАН И ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МЕДИЦИНЕ (Литературный обзор)

1.1 Исторический обзор материалов, используемых в медицине

1.2 Требования, предъявляемые к биомедицинским материалам

1.2.1 Механические свойства

1.2.2 Коррозионная стойкость

1.2.3 Биосовместимость

1.3 Современные биомедицинские материалы

1.3.1 Нержавеющие стали

1.3.2 Сплавы на основе кобальта

1.3.3 Титан и его сплавы

1.4 Физические основы металлургии титановых сплавов, легированных |3-изоморфными элементами

1.4.1 Структурно-фазовое состояние Р-изоморфных сплавов титана на примере системы И-ЫЪ

1.4.2 Стабильная и метастабильная фазовые диаграммы системы И-ЫЪ

1.4.3 Кристаллическая структура фаз в титановых сплавах

1.5 Диффузионные преобразования и выделение дисперсных фаз в сплавах системы И-ЫЪ

1.6 Выводы

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Изготовление экспериментальных образцов

2.2 Ех^Ш и n-situ исследования титан-ниобиевых сплавов с использованием синхротронного излучения

2.2.1 Исследования титан-ниобиевых сплавов в режиме т^Ш

2.2.2 Расчет параметров кристаллической решетки

2.3 Световая и электронная микроскопия

2.3.1 Световая и растровая электронная микроскопия

2.3.2 Просвечивающая электронная микроскопия

2.4 Механические свойства исследуемых материалов

2.4.1 Оценка микротвердости

2.4.2 Определение модуля Юнга

3 СТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТИТАН-НИОБИЕВЫХ ЗАГОТОВОК, ПОЛУЧЕННЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ ДУГОВОГО ПЕРЕПЛАВА В АТМОСФЕРЕ АРГОНА

3.1 Результаты исследований, проведенных методом световой микроскопии

3.2 Результаты исследований, выполненных методом растровой электронной микроскопии

3.3 Тонкое строение сплавов системы Тг-ЫЬ, полученных методом литья

3.4 Выводы

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИТЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ П-ЫЬ МЕТОДОМ ДИФРАКЦИИ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

4.1 Параметры кристаллических решеток

4.2 Объемные изменения кристаллической решетки в титан-ниобиевых сплавах

4.3 Соотношения параметров кристаллических решеток в титан-ниобиевых сплавах

4.4 Главные деформации кристаллической решетки при в ^ а' и в ^ а" фазовых переходах

4.5 Главные деформации кристаллической решетки при в ^ ю фазовом переходе

4.6 Выводы

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ТИТАН-НИОБИЕВЫХ СПЛАВОВ В ПРОЦЕССЕ НАГРЕВА И ОХЛАЖДЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИФРАКЦИИ РЕНТГЕНОВСКОГО СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В РЕЖИМЕ

5.1 Структурно-фазовые преобразования при нагреве и охлаждении сплава Т-20ЫЪ

5.1.1 Структурно-фазовое преобразование а" + в ^ а" + а + в при нагреве сплава Т-20ЫЪ

5.1.2 Распад ю-фазы в процессе нагрева титан-ниобиевых сплавов

5.1.3 Преобразование в ^ а' + в в процессе охлаждения сплава

5.2 Структурно-фазовые преобразования при нагреве и охлаждении образцов

из сплава Т-27,5ЫЪ

5.2.1 Распад а''-фазы, формирование фазы а'0'бед и преобразование а + в ^ в

в процессе нагрева

5.2.2 Структурное преобразование в + ю ^ в в процессе нагрева сплава

5.2.3 Преобразование в ^ в +а ^в +а'' в процессе охлаждения сплава

5.2.4 Формирование ю-фазы в процессе охлаждения сплава

5.3 Структурно-фазовые преобразования при нагреве и охлаждении сплава Т-35ЫЪ

5.3.1 Распад ю-фазы в сплаве Т-35ЫЪ

5.3.2 Формирование ю-фазы в процессе охлаждения сплава

5.4 Изменение параметров решетки при нагреве и охлаждении различных сплавов

5.4.1 Изменение параметров решетки сплава Т-20ЫЪ в процессе нагрева

5.4.2 Главные деформации растяжения/сжатия решетки в процессе структурных преобразований а'' + в + ю ^ а'' + а + в + ю ^ а'' + а + в ^

^ а + в при нагреве сплава Т-20ЫЪ

5.4.3 Изменение параметров решетки в процессе охлаждения сплава Т-20ЫЪ

5.4.4 Изменения параметров решетки различных фаз при нагреве сплава Т-27,5ЫЪ

5.4.5 Изменение параметров решетки различных фаз при охлаждении сплава Т-27,5ЫЪ

5.4.6 Изменения параметров решеток различных фаз в процессе нагрева сплава

Ti-35Nb

5.4.7 Изменения параметров решетки различных фаз при охлаждении сплава

Ti-35Nb

5.5 Сравнительный анализ полученных результатов

5.5.1 Последовательность фазовых преобразований

5.5.2 Температуры фазовых превращений

5.5.3 Термическое расширение титан-ниобиевых сплавов

5.5.4 Температурная зависимость параметра Zro œ-фазы при нагреве и охлаждении сплавов Ti-Nb

5.6 Выводы

6 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАН-НИОБИЕВЫХ СПЛАВОВ

6.1 Микротвердость сплавов с различным содержанием ниобия

6.2 Модуль Юнга титан-ниобиевых сплавов

6.3 Выводы

7 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

7.1 Методические рекомендации по оценке параметров решеток отдельных

фаз в процессе нагрева и охлаждения материалов

7.2 Рекомендации по изменению модуля упругости титановых

сплавов, легированных ниобием

7.2.1 Рекомендации по выбору содержания ниобия в сплаве в зависимости

от требуемой величины модуля Юнга

7.2.2 Предложения по снижению величины модуля Юнга за счет термической обработки

7.3 Использование результатов диссертационной работы в учебном процессе

7.4 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение «А» АКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Приложение «Б» МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Приложение «В» АКТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ

НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

ВВЕДЕНИЕ