Усовершенствование метода интенсивной пластической деформации для получения высокопрочных заготовок титана ВТ1-0 в субмикрокристаллическом и наноструктурном состояниях для медицинского применения

• Автор: Ерошенко, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 240 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ

1.1. Конструкционные металлические материалы медицинского назначения

1.2. Применение титана и его сплавов в качестве материалов для изготовления ортопедических и дентальных имплантатов
2. УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ И НАНОСТРУКТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА И ПРОЧНОСТНЫЕ
СВОЙСТВА
2.1. Методы и принципы интенсивной пластической деформации получения объемных ультрамелкозернистых и наноструктурных материалов

2.1.1. Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы

2.2. Особенности микроструктуры ультрамелкозернистых и наноструктурных материалов, полученных методами интенсивной пластической деформации
2.3. Механические свойства и деформационное поведение ультрамелкозернистых и наноструктурных металлических материалов
2.4. Постановка задач исследования
3. ВЫБОР МАТЕРИАЛА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Материалы исследования
3.2. Методика подготовки образцов
3.3. Методы исследований
3.3.1. Исследование микроструктуры
3.3.1.1. Методика оценки среднего размера зерна
3.3.1.2. Рентгеноструктурный анализ
3.3.2. Изучение механических свойств
4. МИКРОСТРУКТУРА ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО ТИТАНА, ПОДВЕРГНУТОГО ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПО
РАЗЛИЧНЫМ СХЕМАМ ДЕФОРМИРОВАНИЯ
4.1. Микроструктура титана ВТ 1-0 после многоходовой прокатки при комнатной температуре
4.2. Микроструктура титана ВТ1-00 после равиоканального углового прессования

4.3. Особенности микроструктуры титана ВТ1-0, подвергнутого многократному одноосному прессованию в пресс-форме при различных деформационных режимах
4.3.1. Микроструктура титана ВТ1-0 после многократного одноосного прессования со сменой оси деформации в пресс-форме в различных сечениях заготовки
4.4. Микроструктура титана ВТ 1-0 после комбинированного метода многократного одноосного прессования со сменой оси деформации в пресс-форме и многоходовой прокатки
4.5. Микроструктура титана ВТ1-0, подвергнутого комбинированному методу свободного abc-прессования и многоходовой прокатки
4.6. Термостабильность микроструктуры наноструктурного и
субмикрокристаллического титана
4.6.1. Термостабильность микроструктуры субмикрокристаллического титана
4.6.2. Термостабильность микроструктуры наноструктурного титана
4.7. Соотношение Холла-Петча для наноструктурного и субмикрокристаллического
титана
5. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА, ПОДВЕРГНУТОГО ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИЕЙ ПО РАЗЛИЧНЫМ СХЕМАМ
5.1. Микротвердость титана, полученного методами интенсивной пластической деформацией при различных схемах деформирования
5.1.1. Микротвердость титана ВТ1-0 после деформации многоходовой прокаткой
5.1.2. Микротвердость титана после равноканального углового прессования
5.1.3. Микротвердость титана ВТ1-0 после abc-прессования
5.1.4. Микротвердость титана ВТ1-0 после многократного одноосного прессования со сменой оси деформации в пресс-форме
5.1.5. Микротвердость титана ВТ1-0, подвергнутого многократному одноосному прессованшо в пресс-форме и abc- прессованию и последующей прокаткой
5.1.6. Исследование термической стабильности механических свойств наноструктурного и субмикрокристаллического титана

5.2. Механические свойства и деформационное поведение наноструктурного и
субмикрокристаллического титана
5.2.1. Механические свойства наноструктурного и субмикрокристаллического титана при статическом нагружении
5.2.2. Исследование усталостной прочности наноструктурного и
субмикрокристаллического титана
5.2.3. Особенности деформационного поведения наноструктурного и
субмикрокристаллического титана
6. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОСТРУКТУРНОГО И СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ТИТАНА В ДЕНТАЛЬНОЙ
ИМПЛАНТОЛОГИИ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

деформации, исходного структурно-фазового состояния и геометрических параметров заготовок [116-125]. Для интенсивного измельчения зерна в объемных образцах необходимым является использование специальных схем механического деформирования, позволяющих достичь больших пластических деформаций при относительно низких температурах, а так же определение оптимальных режимов обработки.
В конце 80-х годов прошлого века Валиевым Р.З. с коллегами были начаты пионерские работы по получению объемных ультрамелкозернистых материалов посредством интенсивной пластической деформации. В настоящее время разнообразные методы интенсивной пластической деформации нашли успешное развитие:
1) равноканальное угловое прессование и его различные модификации, например, равноканальная угловая экструзия, согласованное равноканальное угловое прессование, когда металл проталкивается по каналу, имеющему форму окружности, комбинация экструзии и равноканального углового прессования, несхожее угловое прессование, равноканальная угловая вытяжка; 2) кручение под высоким давлением; 3) всесторонняя ковка (аЬс-деформация); 4) различные варианты глубокой деформации методом прокатки; 5) комбинированные методы (кручение плюс прокатка); 6) различные варианты трибологических процессов, например, трение с размешиванием и др. Для получения наноструктурного состояния в различных металлах и сплавах применяют методы интенсивной пластической деформации в сочетании с другими технологическим методами, например, с прокаткой и / или с термической обработкой [20,21,99].
Отметим, что к числу основных методов, с помощью которых были достигнуты большие деформации с истинными степенями деформации равными 5-10 и более, без разрушения образцов, относят: интесивную деформацию кручением под высоким давлением, равноканальное угловое и всестороннюю ковку. Именно эти методы наиболее эффективны для получения структуры с достаточно мелким зерном. Рассмотрим эти методы.
Метод кручения под высоким давлением
Интенсивная пластическая деформация кручением - это метод, при котором образец, обычно имеющий форму дисков диаметром 10-20 мм и толщиной 0,3-
1,0 мм, подвергается деформации кручением в условиях высокого приложенного