Закономерности формирования структуры полуфабрикатов и ее влияние на характеристики работоспособности имплантатов из сплава ТН1 на основе никелида титана

• Автор: Гуртовой, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Состояние вопроса

1.1 Эффект памяти формы и сверхуиругость. Основные характеристики

1.1.1 Характеристики эффекта памяти формы

1.1.2 Сверхупругость.

1.2 Влияние химического состава и структуры сплавов на основе никелида титана на характеристики ЭПФ и СУ.

1.2.1 Фазовые превращения в никелиде титана

1.2.2 Влияние фазового состава, структуры и технологии обработки на характеристики ЭПФ и СУ в сплавах на основе никелида титана
1.3 Применение имплантатов из сплавов, обладающих эффектом памяти формы, в медицине.

1.3.1 Характеристики работоспособности медицинских имплантатов из

сплава ТН1
1.3.2 Долговечность работы фиксаторов
1.4 Заключение по литературному обзору и постановка
задач исследований.
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования
2.2 Методы исследования.
Глава 3. Влияние химического состава и термической обработки на структуру и
свойства сплава ТН 1.
3.1 Влияние химического состава сплава и термообработки полуфабриката
на структуру и температуры восстановления формы сплава ТН1.
3.2 Влияние температуры старения на характеристики ЭПФ сшава ТН1
3.3 Влияние двухступенчатого режима старения на характеристики ЭПФ сплава ТН 1.
Ф Глава 4. Влияние структуры и термической обработки на характеристики
работоспособности имплантатов из сплава ТН 1
4.1 Влияние режима старения на температурные и деформационные
характеристики фиксаторов для остеосинтеза грудины из сплава ТН1.
4.2 Влияние режимов старения на усилия компрессии фиксаторов
из сплава ТН1.
Глава 5. Разработка технологии термической обработки и контроля
характеристик работоспособности медицинских изделий из сплава ТН 1.
5.1 Оптимизация режимов термической обработки фиксаторов для остеосинтеза грудины из сплава ТН1
5.2 Разработка методики контроля температурных характеристик медицинских изделий из сплава ТН 1
Основные выводы.
Список литературы


Рассмотренный ЭПФ при различных способах наведения деформации необратим в том смысле, что для его повторной реализации необходимо провести повторное нагружение для накопления деформации. Основными характеристиками необратимого ЭПФ являются уже упомянутые величины накопленной и восстановленной деформации ен (у„), ев (ув), степень восстановления формы (СВФ) и температуры начала и конца восстановления формы (Л„в и Ак8) (рис. Основные формулы для расчета характеристик восстановления формы (ВФ) приведены в таблице 1. Однако данная система расчета не имеет связи с рабочими характеристиками материала, и не даст величин, которые можно было бы использовать при выборе материала для конкретных конструкций. Для того чтобы можно было численно сравнивать характеристики ЭПФ различных материалов, условия определения этих характеристик должны быть одинаковы, с точки зрения, процессов, происходящих в металле при испытаниях, и механизмов их протекания. В работах [-] были изучены процессы накопления и возврата деформации и введено понятие о первой (екр| - для растяжения, сжатия и изгиба, укр1 - для кручения) и второй (Скр2» укрг) критических степенях деформации, отвечающих смене механизма формоизменения от мартенситного к смешанному и от смешанного к скольжению, соответственно. Рис. Диаграммы, иллюстрирующие накопление и возврат деформации при термомеханическом (а) и механотермическом (б) возврате: Мат - мартенсит атермический, М° - мартенсит напряжения, М„ср - мартенсит, образовавшийся при переориентации кристаллов Мат при нагружении, Тд - температура, при которой <* происходит нагружение []. Таблица 1. Сжатие, растяжение ^^•0% К ^=-•0% 1. Изгиб Л- Г і ] 2-Л. Кручение -ф-~ф* -0% Ф* -ЛГ с/2. Примечание: /,„ /8, К,„ Я8, ф„, ф8 - длина, радиус изгиба и угол закручивания образцов при накоплении деформации („) и после восстановления формы (8); /0 -начальная длина образцов при растяжении и сжатии; Ь и Ь - толщина и ширина пластины при испытании на изгиб; /0К, с! Р - нагрузка на образец при ВФ; Ми, Мк - изгибающий и крутящий моменты при испытании на изгиб и кручение. Понятие о критических степенях деформации позволяет связать между собой числовые характеристики ЭПФ и смену механизмов деформации: максимальная величина полностью восстанавливаемой деформации наблюдается при деформации до е,ф|, укрь а максимальная восстанавливаемая степень деформации - при екр2, Укр2- При деформациях до ? Величина екр| определяется в основном величинами напряжений или отвечающим им деформациям, необходимым для развития пластической деформации по механизму скольжения. На практике первая критическая степень деформации соответствует наведенной деформации, при которой после восстановления формы материалом появляется невосстановленная деформация. В интервале деформаций от до екр2 развитие скольжения приводит к упрочнению материала. При степенях деформации выше второй критической высокая концентрация дефектов кристаллического строения приводит к подавлению формоизменения но мартенситному механизму, накопление деформации происходит только в результате скольжения. Полное восстановление исходной формы при реализации ЭПФ наблюдается только в тех сплавах, у которых деформационные процессы осуществляются только механизмами МП и двойникования и исключают дислокационное скольжение. В этом случае под механизмами накопления и возврата деформации сплавов с ЭПФ следует подразумевать различные варианты мартенситного и двойникового каналов формоизменения, возможность реализации которых определяются условиями термомеханического или механотермического воздействия. Введение понятий критических степеней деформации дало возможность сравнивать численные характеристики ЭПФ различных материалов при обеспечении приблизительно одинаковой степени деформации. Однако по-прежнему не была учтена связь температуры испытаний с характеристическими температурами конкретных материалов. Обратимый ЭПФ. Все они относятся к обратимому ЭПФ. Этот эффект реализуется при многократном термоциклироваиии через интервал, охватывающий прямое и обратное МП. Существует два способа наведения обратимой при термоциклироваиии деформации.