Структурообразование и формирование свойств в титановых прутках, полученных комбинированной ИПД-технологией

• Автор: Салимгареева, Гульназ Халифовна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1.
1.
ГЛАВА 2 2.
2.
ГЛАВА
3.
Стр.
Введение

Аналитический обзор литературы

Использование методов ИПД для получения ультрамелкозернистых металлов и сплавов

Микроструктура и механические свойства наноструктурных титановых материалов, полученных интенсивной пластической деформацией
Эксплуатационные свойства и перспективы применения УМЗ титана в медицине
Постановка задач исследования
Материалы и методы исследований
Характеристика исследуемых материалов титана 2 и 4
Комбинированная ИГЩтехнология получения титановых прутков с ультрамелкозернистой структурой
Методы структурных исследований
Механические испытания
Влияние комбинированной ИПДобрабогки на микроструктуру и механические свойства титана
Эволюция микроструктуры и свойств в титане в процессе равноканальном углового прессования
Влияние дополнительной деформационнотермической обработки на структуру и механические свойства УМЗ титана
Анализ вкладов структурных компонентов в упрочнение титана
Выводы по главе 3
Усталостные свойства ультрамелкозернистого титана
Усталостная прочность гладких образцов
Усталостная прочность образцов с надрезом
Повышение усталостных свойств УМЗ титана, используя
низкотемпературный отжиг
Влияние отжига на микроструктуру УМЗ титана
Влияние отжига на механические свойства УМЗ титана
Выводы по главе
Аттестация ультрамелкозернистых титановых прутков и перспективы их использование в травматологии Исследование параметров качества ультрамелкозернистых титановых прутков
Исследование биологической совместимости
ультрамелкозернистого титана
Примеры практического применения ультрамелкозернистого
титана в медицине
Выводы по главе
Заключение и основные выводы
Список литературы


Результаты оценки биологической совместимости УМЗ титана Grade 4, показавшие его более высокие показатели по сравнению с крупнозернистым титаном, что, наряду с высокими механическими и усталостными свойствами, открывает широкие перспективы его использования в медицине, в частности, в травматологии. Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на VIII международной конференции «Высокие давления - . Фундаментальные и прикладные аспекты» (г. Донецк, Украина, сентябрь, г. НАТО» (г. Донецк, Украина, сентябрь, г. VIII международной конференции ЕБАРОИМ (г. Клуж-Напока, Румыния, апрель, г. X международном семинаре «Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов-» «Нанотехнология и физика функциональных нанокристаллических материалов» (г. Екатеринбург, апрель, г. III международной конференции «Наноматериалы полученные интенсивной пластической деформацией» (г. Фукуока, Япония, сентябрь, г. IV международной конференции «Ульграмелкозернистые материалы» (г. Сан Антонио, США, март, г. IX международной конференции «Высокие давления - . Фундаментальные и прикладные аспекты» (г. Судак, Украина, сентябрь, г. Объемные наноструктурные материалы» (г. Уфа, август, г. Структура и объем диссертации. Содержание диссертационной работы изложено в 5 главах на 9 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблиц и список из 5 цитируемых источников. Работа выполнена при научной и методической консультации к. И.П. Семеновой и к. Латыша В. ГЛАВА 1. В данном литературном обзоре рассмотрены методы формирований УМЗ структуры в титановых материалах, кратко рассмотрены известные методы ИПД, типичные микроструктуры и их особенности. Также особое внимание уделено деформационному поведению наноструктурных материалов и их механическим свойствам. Так как данная работа посвящена исследованию УМЗ титана для применения в медицине, то в одном из разделов подробно рассмотрены перспективы применения титана для изготовления медицинских изделий и имплантатов. На основе анализа опубликованных работ сформулированы основные задачи исследования. Известными способами повышения прочности титановых сплавов являются легирование, упрочняющая термическая и термомеханическая обработки [6]. Использование новых легирующих элементов и, таким образом, создание новых сплавов, может ограничить их использование в связи с повышением стоимости производства, и, следовательно, стоимости сплавов, как это произошло в случае с новыми (3-титановыми сплавами. К тому же введение дополнительных легирующих добавок ограничивает использование титана в медицине в связи с вредным воздействием многих химических элементов на человеческие ткани. Кроме того, данный способ, как известно, не используется для чистого титана. Традиционные способы пластической деформации титановых сплавов, такие как прокатка, протяжка, ковка, волочение и др. Однако при этом снижается пластичность материалов, что отрицательно сказывается на последующем практическом использовании сплавов, упрочненных данными методами [5]. Б настоящие годы наиболее перспективным подходом в получении объемных наноструктурных материалов и сплавов является интенсивная пластическая деформация (ИПД). Сущность метода заключается в том, что при ИПД материалы подвергаются большим пластическим деформациям (е > 6. Методы интенсивной пластической деформации могут обеспечить формирование объемных наноструктур в различных материалах. Однако получаемый размер зерен и характер формирующейся структуры зависит от применяемого метода ИПД, режимов обработки, фазового состава и исходной микроструктуры материала. Существует ряд требований [9], которые необходимо учитывать для получения наноструктур в объемных заготовках при использовании методов ИПД. Прежде всего, это возможность получения ультрамелкозернистых структур, содержащих преимущественно большеугловые границы зерен, так как именно это приводит к значительным изменениям свойств материалов. Следующим аспектом является однородность по объему заготовки, что необходимо для обеспечения стабильности свойств. Немаловажным фактором является и отсутствие механических повреждений или разрушений заготовки. Однако эти требования не могут быть реализованы при использовании обычных методов обработки металлов давлением, таких как прокатка, вытяжка или экструзия [].