细晶表面对Ti3Zr2Sn3Mo25Nb生物力学相容性的影响

摘要

为研究分析细晶表面对Ti3Zr2Sn3Mo25Nb(TLM)钛合金生物力学相容性的影响,引入机械方法对TLM钛合金表面进行表面改性。振幅30μm,冲击数分别为24000和48000次·mm^(-2)下对TLM钛合金进行超声表面冲击纳米化处理。跟未处理试样结果比照,对超声冲击表面处理前后的表面形貌、强塑性变形层、模拟体液中的极化曲线、腐蚀形貌、表面沉积物、预腐蚀后的疲劳行为等进行分析。TLM钛合金表层生成了纳米晶,细晶生成机制主要为位错滑移;钙磷等元素表面矿化沉积加强;尽管细晶表面轻微弱化了TLM钛合金耐体液腐蚀的性能,模拟体液预浸泡后TLM钛合金1×10^(7)周次的疲劳强度仍有显著提升且幅度超20%;表面细晶存在与否、模拟体液的腐蚀对疲劳强度的影响均较小;单位面积冲击次数越大提升幅度越大;内部萌生裂纹常出现在数百微米深粗晶变形层内α相滑移汇集的三叉晶界处,且裂尖塑性区略大于晶粒平均尺寸,表现为沿晶塑性起裂。