1. Calentamiento a alta temperatura y enfriamiento rápido
Dado que el material de titanio tiene un alto punto de fusión y una estructura cristalina especial, se requiere un calentamiento a altas temperaturas durante el procesamiento.y el calentamiento a alta temperatura hará que los granos beta crezcan rápidamenteSi la deformación es insuficiente, se formará una estructura gruesa después del enfriamiento, lo que reducirá significativamente la periodicidad y la resistencia a la fatiga de la brida.La temperatura de calentamiento y la velocidad de enfriamiento deben controlarse con precisión durante el procesamiento para garantizar que la microestructura del material sea uniforme y fina., asegurando así las propiedades mecánicas de la brida.
2. Alta resistencia a la deformación
La resistencia a la deformación de la brida de titanio es muy sensible a la disminución de la temperatura de deformación o al aumento de la tasa de deformación.generalmente es necesario calentar el metal hasta la región de fase β por encima del punto de transformación de fase y realizar el llamado procesamiento βEste método de procesamiento puede mejorar la plasticidad y la dureza del material, pero también aumenta la dificultad y el coste de procesamiento.
3Requisitos de tecnología de procesamiento térmico elevados
El proceso de procesamiento térmico de la brida de titanio incluye principalmente la forja, el laminado y la extrusión.Estos procesos tienen un impacto significativo en la precisión dimensional y la calidad intrínseca de los materialesDebido a la particularidad del material de titanio, la correcta selección y el dominio de los parámetros del proceso no sólo es muy importante para garantizar la precisión dimensional del producto,Pero también es un factor clave que afecta la calidad del productoPor ejemplo, durante el proceso de forja, la temperatura de forja,La cantidad de deformación y la velocidad de enfriamiento deben controlarse estrictamente para garantizar una estructura uniforme y un rendimiento estable del material..
4Tratamiento de superficies y control de calidad
Las bridas de titanio también necesitan un tratamiento superficial después del procesamiento para mejorar su resistencia a la corrosión y su estética.Además, para garantizar la calidad y fiabilidad del producto, las bridas de titanio requieren un estricto control de calidad durante el proceso de fabricación, incluida la inspección de la materia prima, el seguimiento del proceso,y pruebas de productos terminadosEstas medidas de control de calidad pueden prevenir eficazmente los defectos y garantizar el rendimiento y la vida útil del producto.
5Proceso complejo de tratamiento térmico
El proceso de tratamiento térmico de la brida de titanio es también una característica importante de su tecnología de procesamiento.Los métodos comunes de tratamiento térmico incluyen el recocido, tratamiento de amortiguación y de envejecimiento.Estos procesos de tratamiento térmico deben seleccionarse y optimizarse en función de la composición específica del material y los requisitos de rendimiento para garantizar el mejor rendimiento general de la brida.
En resumen, la tecnología de procesamiento de la brida de titanio tiene las características de calentamiento a alta temperatura y enfriamiento rápido, alta resistencia a la deformación,requisitos elevados en el proceso de tratamiento térmico, un estricto tratamiento superficial y control de calidad, y un complejo proceso de tratamiento térmico.Estas características requieren el uso de tecnología y equipos avanzados en el proceso de fabricación de bridas de titanioSin embargo, son estas técnicas de procesamiento únicas las que dan a las bridas de titanio un excelente rendimiento y amplias perspectivas de aplicación.
Durante el procesamiento de las bridas de titanio, el control de la resistencia a la deformación es un problema técnico importante.
1Selección razonable de la temperatura de procesamiento
La resistencia a la deformación de la brida de titanio es muy sensible a la temperatura de deformación.Normalmente es necesario calentar el metal hasta la región de fase β por encima del punto de transformación de fase para realizar el llamado procesamiento βEste método de procesamiento puede mejorar significativamente la plasticidad y la dureza del material, reduciendo así la resistencia a la deformación.La temperatura demasiado alta hará que los granos β crezcan rápidamentePor lo tanto, la temperatura de procesamiento debe seleccionarse razonablemente, generalmente entre 800 y 950 °C.
2. Controlar la tasa de deformación
Por lo tanto, la tasa de deformación debe controlarse durante el procesamiento para evitar una velocidad de deformación demasiado rápida.El control de la tasa de deformación se puede lograr ajustando la velocidad y la presión del equipo de forjaAdemás, el método de forja paso a paso también se puede utilizar para aumentar gradualmente la cantidad de deformación para reducir la resistencia a la deformación.
3. Optimizar el proceso de forja
El proceso de forja tiene una influencia importante en la resistencia a la deformación de la brida de titanio.la forja multidireccional se puede utilizar para hacer que el material esté estresado uniformemente en múltiples direccionesAdemás, la forja isotérmica también puede utilizarse para mantener una temperatura constante del material durante todo el proceso de procesamiento,reducción de la resistencia a la deformación.
4Utilice el lubricante adecuado.
Durante el proceso de forja, el uso de lubricantes adecuados puede reducir efectivamente la fricción y, por lo tanto, reducir la resistencia a la deformación.Disulfuro de molibdeno y lubricantes a base de aceiteLa elección del lubricante adecuado no sólo puede reducir la resistencia a la deformación, sino también extender la vida útil del molde y mejorar la eficiencia de procesamiento.
5Diseñar razonablemente el molde
El diseño del molde también tiene un impacto importante en la resistencia a la deformación de la brida de titanio.reducción de la resistencia a la deformaciónPor ejemplo, el diseño de esquinas redondeadas y los métodos de transición suave se pueden utilizar para reducir la resistencia del molde al material.El método del molde ajustable también se puede utilizar para ajustar la forma y el tamaño del molde en tiempo real de acuerdo con la situación real durante el procesamiento para reducir la resistencia a la deformación.
En resumen, mediante una selección razonable de la temperatura de procesamiento, el control de la tasa de deformación, la optimización del proceso de forja, el uso de lubricantes adecuados y el diseño razonable de los moldes,la resistencia a la deformación en el procesamiento de bridas de titanio puede controlarse eficazmente, mejorando así la eficiencia del procesamiento y la calidad del producto. .
Las aleaciones de titanio se utilizan ampliamente en varias industrias debido a sus excelentes propiedades, como la alta relación resistencia-peso, la resistencia a la corrosión y la biocompatibilidad.Una de las preguntas comunes sobre las aleaciones de titanio es si son magnéticas.
Propiedades magnéticas de las aleaciones de titanio
El titanio en sí mismo no es un material magnético, es paramagnético, lo que significa que puede ser débilmente atraído por un campo magnético.pero no retiene el magnetismo una vez que se elimina el campo magnético externoEsta propiedad hace que el titanio y sus aleaciones sean adecuados para aplicaciones donde se requieren materiales no magnéticos.
Tipos de aleaciones de titanio
Las aleaciones de titanio se clasifican típicamente en tres categorías principales en función de su microestructura:
1. aleaciones alfa (α): Estas aleaciones están compuestas principalmente de titanio alfa-fase y son conocidas por su buena resistencia a la corrosión y soldabilidad.No son tratables térmicamente y mantienen sus propiedades a bajas temperaturasLas aleaciones alfa son generalmente no magnéticas.
2. Beta (β) aleaciones: Estas aleaciones contienen una cantidad significativa de titanio en fase beta y son tratables térmicamente, lo que permite una mayor resistencia y dureza.Las aleaciones beta también no son magnéticas debido a la ausencia de elementos ferromagnéticos.
3Las aleaciones alfa-beta (α+β): Estas aleaciones contienen ambas fases alfa y beta y ofrecen un equilibrio de resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión.Se utilizan comúnmente en aplicaciones aeroespaciales y médicasComo las aleaciones alfa y beta, las aleaciones alfa-beta no son magnéticas.
Aplicaciones de las aleaciones de titanio no magnéticas
La naturaleza no magnética de las aleaciones de titanio las hace ideales para diversas aplicaciones, incluyendo:
- Implantes médicos: las aleaciones de titanio se utilizan ampliamente en los implantes ortopédicos y dentales debido a su biocompatibilidad y propiedades no magnéticas.Esto garantiza que los implantes no interfieran con las imágenes de resonancia magnética u otras técnicas médicas de imagen.- Componentes aeroespaciales: Las propiedades no magnéticas de las aleaciones de titanio las hacen adecuadas para su uso en componentes de aeronaves y naves espaciales.Cuando se necesite minimizar las interferencias con los sistemas electrónicos.- Equipos deportivos: las aleaciones de titanio se utilizan en equipos deportivos como palos de golf y marcos de bicicletas,cuando sus propiedades no magnéticas contribuyan al rendimiento general y a la durabilidad del equipo..
Conclusión
En conclusión, las aleaciones de titanio no son magnéticas, su naturaleza paramagnética les permite ser débilmente atraídas por un campo magnético.pero no retienen el magnetismo una vez que el campo magnético externo se eliminaEsta propiedad, junto con sus excelentes propiedades mecánicas y químicas, hacen que las aleaciones de titanio sean adecuadas para una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias.
Ya sea que esté diseñando implantes médicos, componentes aeroespaciales o equipos deportivos, la naturaleza no magnética de las aleaciones de titanio puede proporcionar importantes ventajas.Mientras la investigación y el desarrollo continúan, podemos esperar ver usos aún más innovadores de estos materiales versátiles en el futuro.
Como material metálico especial, la aleación de titanio se ha utilizado ampliamente en muchos campos debido a su alta resistencia, baja densidad, excelente resistencia a la corrosión y propiedades no magnéticas.A continuación se compara la aleación de titanio con otros materiales no magnéticos para resaltar su singularidad y ventajas.
1. Propiedades magnéticas
- aleación de titanio: la aleación de titanio es un material no magnético y no posee las características de adsorción magnética.La estructura cristalina es similar al magnesioLa distancia entre los átomos de la célula unitaria es relativamente grande, y no es fácil generar momentos magnéticos.- Otros materiales no magnéticos: como las aleaciones de aluminio, las aleaciones de cobre, etc., también son no magnéticos.Pero sus propiedades no magnéticas pueden provenir de diferentes estructuras atómicas y arreglos cristalinos.
2Propiedades físicas
- aleación de titanio:
* Alta resistencia: La aleación de titanio tiene una resistencia extremadamente alta, especialmente en el campo aeroespacial, y su alta relación resistencia/peso hace de la aleación de titanio un material estructural ideal.* Baja densidad: La densidad de la aleación de titanio es mucho menor que la de otros materiales metálicos como el acero,que le da ventajas significativas en situaciones en las que se requieren materiales ligeros.* Resistencia a la corrosión: Las aleaciones de titanio pueden resistir bien a diversas corrosiones, incluido el agua de mar, los cloruros y los ambientes ácidos, lo que lo hace ampliamente utilizado en la construcción naval,exploración oceánica y otros campos.
- Otros materiales no magnéticos:
* Aleaciones de aluminio: También tienen una menor densidad y buena resistencia a la corrosión, pero su resistencia puede no ser tan buena como las aleaciones de titanio.* Aleaciones de cobre: Tienen una buena conductividad eléctrica y térmica, pero su densidad y resistencia pueden ser diferentes a las de las aleaciones de titanio.
III. Ámbitos de aplicación
- aleaciones de titanio:
* Aeroespacial: Debido a la alta resistencia, baja densidad y resistencia a la corrosión de las aleaciones de titanio, se utiliza ampliamente en vehículos aeroespaciales como aviones y cohetes.* Área médica: las aleaciones de titanio se utilizan ampliamente en productos médicos como articulaciones artificiales e implantes dentales debido a su buena biocompatibilidad y estabilidad.* Otros campos: Las aleaciones de titanio también desempeñan un papel importante en campos como la industria química, la exploración oceánica y los coches de carreras de alto rendimiento.
- Otros materiales no magnéticos:
* Aleaciones de aluminio: se utilizan ampliamente en automóviles, construcción, electrónica y otros campos.* Aleaciones de cobre: desempeñan un papel importante en los campos eléctrico, electrónico, mecánico y otros.
4Procesamiento y coste
- aleación de titanio: aunque la aleación de titanio posee muchas propiedades excelentes, es relativamente difícil de procesar y su precio suele ser superior al de la mayoría de las aleaciones metálicas comunes.Esto requiere sopesar la relación entre el coste de procesamiento y el rendimiento al seleccionar materiales.- Otros materiales no magnéticos: por ejemplo, aleación de aluminio y aleación de cobre, la dificultad y el coste de procesamiento pueden variar según la composición y el campo de aplicación de la aleación específica.
En resumen, en comparación con otros materiales no magnéticos, la aleación de titanio tiene ventajas y características únicas en propiedades magnéticas, propiedades físicas, campos de aplicación, procesamiento y costo.Al seleccionar los materiales, deben tenerse en cuenta de forma exhaustiva los requisitos específicos de las aplicaciones y los presupuestos de costes.
Las aleaciones de titanio se han utilizado ampliamente en el campo biomédico debido a su excelente biocompatibilidad, propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión.La investigación sobre la biocompatibilidad de las aleaciones de titanio ha progresado significativamenteA continuación se presentan algunas de las principales direcciones y resultados de la investigación.
1- Definición y clasificación de la biocompatibilidad
La biocompatibilidad de las aleaciones de titanio se refiere a su capacidad para no ser rechazada o degradada en el medio biológico, y para mantener la estabilidad cuando interactúa con tejidos biológicos, células,etc.Basándose en su interacción con los tejidos biológicos, la biocompatibilidad de las aleaciones de titanio se puede dividir en bioinertitud, bioactividad, biodegradabilidad y bioabsorción.
2Tecnología de tratamiento de superficies
Para mejorar aún más la biocompatibilidad de las aleaciones de titanio,Los investigadores han desarrollado una variedad de tecnologías de tratamiento de superficie que pueden mejorar las propiedades químicas y la estructura física de la superficie de la aleación de titanioLas técnicas comunes de tratamiento de superficies incluyen:
- Anodización: se forma una película densa de óxido en la superficie de la aleación de titanio mediante electrólisis para mejorar su biocompatibilidad y resistencia a la corrosión.- Pulverización con plasma: se forma una capa uniforme y densa, como la hidroxiapatita, en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su biocompatibilidad.- Revestimiento láser: se utiliza un haz láser de alta energía para revestir rápidamente una capa de material biocompatible en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su resistencia al desgaste y a la corrosión.- Nano recubrimiento: se forma un recubrimiento a nivel nano en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su biocompatibilidad y resistencia a la corrosión.También puede introducir sustancias bioactivas para promover el crecimiento y la combinación del tejido óseo.
3Propiedades biomecánicas
Las propiedades biomecánicas de las aleaciones de titanio son también un factor importante en su aplicación en el campo biomédico.Las investigaciones muestran que las propiedades mecánicas de las aleaciones de titanio son similares a las de los huesos humanos y pueden transmitir y dispersar eficazmente el estrésAdemás, la aleación de titanio también tiene buenas propiedades de fatiga y resistencia a los impactos, lo que puede satisfacer las necesidades de uso a largo plazo.
4Análisis de la resistencia a la corrosión
La resistencia a la corrosión de las aleaciones de titanio es uno de los factores clave para su aplicación en el campo biomédico.La investigación muestra que las aleaciones de titanio tienen una excelente resistencia a la corrosión en entornos fisiológicos y pueden resistir eficazmente los efectos corrosivos de los fluidos corporalesAdemás, a través de tecnologías de tratamiento de superficie como la anodización y la pulverización por plasma, la resistencia a la corrosión de las aleaciones de titanio puede mejorarse aún más y prolongarse su vida útil.
5. Evaluación de la biocompatibilidad a largo plazo
Para garantizar la seguridad y eficacia de las aleaciones de titanio en aplicaciones biomédicas, los investigadores realizaron evaluaciones de biocompatibilidad a largo plazo.Los estudios han demostrado que las aleaciones de titanio pueden mantener una biocompatibilidad estable después de ser implantadas en el cuerpo humano y no causarán reacciones inmunitarias o inflamatorias.Además, la aleación de titanio también puede formar una buena osseointegración con el tejido óseo y promover el crecimiento y la reparación del tejido óseo.
6Aplicación clínica y perspectivas
Las aleaciones de titanio han demostrado un excelente rendimiento en aplicaciones clínicas, especialmente en implantes óseos, reemplazos articulares y otras cirugías.Los implantes de aleación de titanio pueden acortar significativamente el tiempo de recuperación de los pacientes y mejorar su calidad de vidaCon el continuo desarrollo de los materiales biomédicos, las aleaciones de titanio tienen amplias perspectivas de aplicación en cardiovascular, neurocirugía y otros campos.
7Tendencias y fronteras de la investigación
Con el avance de la ciencia y la tecnología, la aplicación de la nanotecnología, la inteligencia artificial y la tecnología de big data en la investigación de la biocompatibilidad de la aleación de titanio ha aumentado gradualmente.Por ejemplo:En la actualidad, los recubrimientos de nanotitanio y los nanocompuestos pueden mejorar significativamente la biocompatibilidad y las propiedades mecánicas de las aleaciones de titanio.También se espera que la aplicación de la inteligencia artificial y la tecnología de big data mejore la precisión y la eficiencia de la evaluación de la biocompatibilidad de la aleación de titanio..
8Desafíos y perspectivas
Aunque se han logrado avances significativos en la investigación de la biocompatibilidad de las aleaciones de titanio, todavía existen algunos desafíos, como mejorar la actividad biológica de las aleaciones de titanio,reducción del contenido de oligoelementosEn el futuro, la investigación sobre la biocompatibilidad de la aleación de titanio prestará más atención a aplicaciones multidisciplinarias y integrales.y desarrollarse en una dirección más refinada e inteligente para satisfacer las necesidades clínicas.
En resumen, el progreso de la investigación sobre la biocompatibilidad de las aleaciones de titanio es de gran importancia en el campo biomédico.Al optimizar y mejorar continuamente las propiedades de las aleaciones de titanio, podemos ampliar aún más su ámbito de aplicación en el campo biomédico y hacer mayores contribuciones a la salud humana.
Las aleaciones de titanio se han utilizado ampliamente en la industria aeroespacial, automotriz, médica y otros campos debido a sus excelentes propiedades.Los investigadores siguen explorando y desarrollando nuevas tecnologías de tratamiento de superficiesA continuación se presentan algunos de los últimos avances en la tecnología de tratamiento de superficies de aleación de titanio.
1Tecnología de tratamiento de superficie con láser
La tecnología de tratamiento de superficie con láser es un método que utiliza rayos láser de alta energía para modificar la superficie de los materiales.La aplicación de la tecnología de tratamiento de superficie con láser en el tratamiento de superficie de aleación de titanio ha logrado avances significativosPor ejemplo, la tecnología de revestimiento láser puede formar una capa uniforme y densa en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión.La tecnología de refusión láser también puede utilizarse para mejorar las propiedades mecánicas y la biocompatibilidad de las superficies de aleación de titanio..
2Tecnología de tratamiento de superficie de plasma
La tecnología de tratamiento de superficie de plasma es un método que utiliza plasma para modificar la superficie de los materiales.La aplicación de la tecnología de tratamiento de superficie con plasma en el tratamiento de superficie de aleación de titanio también ha progresado significativamentePor ejemplo, la tecnología de pulverización por plasma puede formar una capa uniforme y densa en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión.La tecnología de implantación de iones de inmersión por plasma también se puede utilizar para mejorar las propiedades mecánicas y la biocompatibilidad de las superficies de aleación de titanio..
3Tecnología de tratamiento electroquímico de superficies
La tecnología de tratamiento de superficie electroquímica es un método que utiliza reacciones electroquímicas para modificar la superficie de los materiales.La aplicación de la tecnología de tratamiento electroquímico de superficies en el tratamiento de superficies de aleación de titanio también ha progresado significativamente.Por ejemplo, la tecnología de anodización puede formar una película de óxido uniforme y densa en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión.La tecnología de deposición electroquímica también puede utilizarse para formar un revestimiento uniforme y denso en la superficie de las aleaciones de titanio para mejorar sus propiedades mecánicas y biocompatibilidad..
4Tecnología de tratamiento químico de superficies
La tecnología de tratamiento de superficie química es un método que utiliza reacciones químicas para modificar la superficie de los materiales.La aplicación de la tecnología de tratamiento de superficie química en el tratamiento de superficie de la aleación de titanio también ha progresado significativamente.Por ejemplo, la tecnología de revestimiento por conversión química puede formar un revestimiento de conversión uniforme y denso en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión.Además, la tecnología de recubrimiento sin electro puede utilizarse también para formar un revestimiento uniforme y denso en la superficie de las aleaciones de titanio para mejorar sus propiedades mecánicas y biocompatibilidad.
5Tecnología de tratamiento mecánico de superficies
La tecnología de tratamiento mecánico de superficies es un método que utiliza la acción mecánica para modificar la superficie de los materiales.La aplicación de la tecnología de tratamiento de superficies mecánicas en el tratamiento de superficies de aleación de titanio también ha progresado significativamente.Por ejemplo, la tecnología de chorro de arena puede formar una capa áspera uniforme y densa en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión.La tecnología de laminación también puede utilizarse para mejorar las propiedades mecánicas y la biocompatibilidad de las superficies de aleación de titanio..
6Tecnología de tratamiento de superficies compuestas
La tecnología de tratamiento de superficies compuestas es un método que combina múltiples tecnologías de tratamiento de superficies para modificar la superficie de los materiales.La aplicación de la tecnología de tratamiento de superficies de compuestos en el tratamiento de superficies de aleación de titanio también ha progresado significativamente.Por ejemplo,La tecnología de revestimiento láser y pulverización de plasma de compuestos compuestos puede formar un revestimiento compuesto uniforme y denso en la superficie de la aleación de titanio para mejorar su resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosiónAdemás, the composite technology of electrochemical deposition and electroless plating can also be used to form a uniform and dense composite coating on the surface of titanium alloy to improve its mechanical properties and biocompatibility.
7Tendencias y fronteras de la investigación
Con el avance de la ciencia y la tecnología, la aplicación de la nanotecnología,La inteligencia artificial y la tecnología de big data en la tecnología de tratamiento de superficie de aleación de titanio está aumentando gradualmentePor ejemplo, los nano-revestimientos y los nanocomposites pueden mejorar significativamente las propiedades superficiales de las aleaciones de titanio.También se espera que la aplicación de la inteligencia artificial y la tecnología de big data mejore la precisión y la eficiencia de la tecnología de tratamiento superficial de aleación de titanio..
8Desafíos y perspectivas
Aunque la tecnología de tratamiento de superficies de aleación de titanio ha progresado significativamente, todavía se enfrenta a algunos desafíos, como mejorar la adhesión del recubrimiento, reducir los defectos superficiales,y la optimización del proceso de tratamiento de la superficieEn el futuro, la tecnología de tratamiento de superficies de aleación de titanio prestará más atención a aplicaciones multidisciplinarias e integrales,y desarrollarse en una dirección más refinada e inteligente para satisfacer las necesidades de diversos campos.
En resumen, los últimos avances en la tecnología de tratamiento de superficies de aleaciones de titanio son de gran importancia para mejorar el rendimiento de las aleaciones de titanio.Al optimizar y mejorar continuamente la tecnología de tratamiento de superficiesEn este sentido, el ámbito de aplicación de las aleaciones de titanio en diversos campos puede ampliarse aún más y se puede hacer una mayor contribución al desarrollo social y económico.
La deformación máxima de recuperación (εr) de la aleación Ti-Ni puede alcanzar el 8,0%, mostrando un excelente efecto de memoria de forma y superelasticidad, y se utiliza ampliamente como placas óseas, andamios vasculares y marcos ortodónticos.Sin embargo, cuando la aleación de Ti-Ni se implanta en el cuerpo humano, puede liberar Ni+ que es sensibilizante y cancerígeno, lo que conduce a graves problemas de salud.resistencia a la corrosión y bajo módulo elástico, y puede obtener una mejor resistencia y compatibilidad de plasticidad después de un tratamiento térmico razonable, es un tipo de material metálico que se puede utilizar para el reemplazo de tejidos duros.En algunas aleaciones de titanio β existe una transformación termoelástica martensítica reversible, que muestra ciertos efectos de memoria de superelasticidad y forma, lo que amplía aún más su aplicación en el campo biomédico.El desarrollo de una aleación de β-titanio compuesta de elementos no tóxicos y de alta elasticidad se ha convertido en un punto de investigación de la aleación de titanio medicinal en los últimos años..
En la actualidad, se han desarrollado muchas aleaciones de β-titanio con efectos de superelasticidad y memoria de forma a temperatura ambiente, como las aleaciones Ti-Mo, Ti-Ta, Ti-Zr y Ti-Nb.la recuperación superelástica de estas aleaciones es pequeña, por ejemplo, el máximo εr de Ti-(26, 27)Nb (26 y 27 son fracciones atómicas, si no están especialmente marcados, los componentes de aleación de titanio en este documento son fracciones atómicas) es sólo de 3,0%,mucho más bajo que la aleación Ti-NiEn este trabajo se analizan los factores que afectan a la superelasticidad de la aleación de titanio β.y los métodos para mejorar la superelasticidad se resumen sistemáticamente.
Superelasticidad 1.1 Transformación martensítica inducida por tensión reversible de las aleaciones de titanio 1β
La superelasticidad de las aleaciones de titanio β es generalmente causada por la transformación martensítica inducida por esfuerzo reversible, es decir,la fase β de la estructura de red cúbica centrada en el cuerpo se transforma en la fase α" de la estructura de red rómbica cuando se carga la deformaciónDurante la descarga, la fase α" cambia a fase β y la deformación se recupera.la fase β de la estructura cúbica centrada en el cuerpo se llama "austenita" y la fase α de la estructura rómbica se llama "martensita"La temperatura inicial de la transición de fase martensítica, la temperatura final de la transición de fase martensítica,la temperatura inicial de la transición de fase de austenita y la temperatura final de la transición de fase de austenita se expresan por Ms, Mf, As y Af, y Af es generalmente varios Kelvin a decenas de Kelvin más alto que Ms.El proceso de carga y descarga de la aleación de titanio β con transformación martensítica inducida por esfuerzo se muestra en la Figura 1.Primero se produce una deformación elástica de la fase β,que se transforma en la fase α" en forma de corte cuando la carga alcanza la tensión crítica (σSIM) requerida para inducir la transición de fase martensítica. A medida que aumenta la carga, la transición de fase martensítica (β→α") continúa hasta que se alcanza la tensión requerida para el final (o final) de la transición de fase martensítica,y luego se produce la deformación elástica de la fase α"Cuando la carga aumenta más allá de la tensión crítica requerida para el deslizamiento de fase β (σCSS), se produce la deformación plástica de la fase β.Además de la recuperación elástica de la fase α" y de la fase βEl efecto superelástico o de memoria de forma de la aleación depende de la relación entre la temperatura de transición de fase y la temperatura de ensayo..Cuando Af es ligeramente inferior a la temperatura de ensayo, la fase α inducida por el esfuerzo durante la carga se somete a una transición de fase α →β durante la descarga,y la deformación correspondiente a la transición de fase inducida por estrés puede recuperarse completamenteCuando la temperatura de ensayo está entre As y Af, una parte de la fase α se transforma en fase β durante la descarga.y se recupera la deformación correspondiente a la transición de fase inducida por tensiónSi la aleación se calienta más por encima de Af, la fase α" restante se transforma en fase β, la deformación de transición de fase se recupera por completo.y la aleación exhibe cierto efecto de memoria de formaCuando la temperatura de ensayo es inferior a As, la deformación de transformación martensítica inducida por tensión no se recupera automáticamente a la temperatura de ensayo y la aleación no tiene superelasticidad.Sin embargo, cuando la aleación se calienta por encima de Af, la deformación de cambio de fase se restaura completamente, y la aleación exhibe efecto de memoria de forma.
La placa de titanio y la capa de reacción superficial de la varilla de titanio son los principales factores que afectan a las propiedades físicas y químicas de las piezas de trabajo de titanio, antes del procesamiento,es necesario lograr la eliminación completa de la capa de contaminación superficial y de la capa de defectos- Polido físico mecánico de las placas de titanio y de las barras de titanio:
1, explosión:
El tratamiento por estallido de las piezas fundidas de alambre de titanio es generalmente mejor con un aerosol de jade blanco y rígido, y la presión de estallido es menor que la de los metales no preciosos,y se controla generalmente por debajo de 0.45MPa. Porque, cuando la presión de inyección es demasiado alta, las partículas de arena impactan la superficie de titanio para producir una chispa feroz, el aumento de temperatura puede reaccionar con la superficie de titanio,formación de contaminación secundariaEl tiempo es de 15-30 segundos y sólo se elimina la arena viscosa en la superficie de fundición, se puede eliminar la capa de sinterización superficial y la capa de oxidación parcial.El resto de la estructura de la capa de reacción superficial debe eliminarse rápidamente mediante el método de captación química..
2, en picado:
El lavado con ácido elimina rápida y completamente la capa de reacción superficial sin contaminar la superficie con otros elementos.pero el lavado ácido HF-HCL absorbe hidrógeno, mientras que el lavado ácido HF-HNO3 absorbe hidrógeno, puede controlar la concentración de HNO3 para reducir la absorción de hidrógeno y puede aclarar la superficie, la concentración general de HF en aproximadamente el 3%-5%,Concentración de HNO3 de alrededor del 15%-30%.
La capa de reacción superficial de la placa de titanio y la varilla de titanio puede eliminar completamente la capa de reacción superficial de titanio mediante el método de lavado con ácido después de la explosión.
Además del pulido mecánico físico, hay dos tipos, respectivamente: 1. pulido químico, 2. pulido por electrolitos.
1, pulido químico:
En el pulido químico, el objetivo del pulido plano se logra mediante la reacción redox del metal en el medio químico.área de pulido y forma estructural, donde el contacto con el líquido de pulido es pulido, no requiere equipos especiales complejos, fácil de operar, más adecuado para el pulido de soportes de protuberancia de titanio de estructura compleja.Los parámetros de proceso del pulido químico son difíciles de controlar, lo que requiere que los dientes rectos puedan tener un buen efecto de pulido sin afectar la precisión de los dientes.Una mejor solución de pulido químico de titanio es HF y HNO3 según una cierta proporción de preparación, HF es un agente reductor, puede disolver el titanio, desempeña un efecto de nivelación, concentración del 10%, efecto de oxidación HNO3, para evitar la disolución excesiva del titanio y la absorción de hidrógeno,al mismo tiempo puede producir un efecto brillanteEl líquido de pulido de titanio requiere una alta concentración, baja temperatura y un corto tiempo de pulido (1 a 2 minutos).
2, pulido por electrolitos:
También conocido como pulido electroquímico o pulido disuelto por ánodo, debido a la baja conductividad del tubo de aleación de titanio, el rendimiento de oxidación es muy fuerte,el uso de electrolitos hidroácidos como HF-H3PO4Los electrolitos HF-H2SO4 sobre el titanio apenas pueden pulir, después de la aplicación de tensión externa, el ánodo de titanio inmediatamente oxidación, y la disolución del ánodo no se puede llevar a cabo.el uso de electrolitos de cloruro sin agua a baja tensión, el titanio tiene un buen efecto de pulido, pequeñas piezas de ensayo pueden obtener pulido espejo, pero para la reparación compleja no puede lograr el propósito de pulido completo,Tal vez cambiando la forma del cátodo y el método de cátodo adicional puede resolver este problema, todavía hay que estudiar más.
1. Ligero: El titanio es muy ligero en comparación con su resistencia y durabilidad. Esta característica lo hace un material atractivo para las industrias aeroespacial y automotriz.
3Biocompatibilidad: el titanio es un material biocompatible, lo que significa que no es rechazado por el tejido humano.Implantes quirúrgicos y otros dispositivos médicos.
5Punto de fusión elevado: El titanio tiene un punto de fusión elevado de aproximadamente 1.680°C, lo que lo hace altamente resistente al calor y adecuado para su uso en ambientes de alta temperatura.
Algunos de los campos de aplicación de la esponja de titanio incluyen:
2Industria médica: El titanio se utiliza para fabricar prótesis, implantes y herramientas quirúrgicas porque es biocompatible.
4Industria energética: el titanio se utiliza en la industria energética debido a su resistencia a la corrosión, alta temperatura y tolerancia a la presión.
En conclusión, la esponja de titanio tiene muchas ventajas que la hacen adecuada para su uso en diversos campos.y sus propiedades de alta resistencia a la corrosión lo han convertido en un material esencial en la industria aeroespacial., los sectores médico, químico y energético, entre otros.