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生物用钛合金的疲劳试验方法研究

2020-03-04

  关于生物用金属材料在生物体环境下的疲惫或者腐蚀疲惫的研讨的学术性在深化的一起,断裂工艺的复杂性也在添加,还存在许多未解的研讨领域。在目前的生物环境下的疲惫实验办法都是在研讨室独自进行的。

  本课题探讨了关于生物用钛合金的疲惫腐蚀、耐磨性、细胞的影响在内的归纳性能。具体地说试料形状、重复速度、荷重负载办法、模仿体液、pH及溶解氧浓度等的影响要素,一起验证了实验办法是否稳当。

  2.实验办法

  试样选用的是大同特别钢制的Ti-6Al-4VELI合金(ASTM F136)。疲惫试样的形状:标距离为12mm、直径为6mm的准砂漏圆棒。疲惫实验的条件:单轴拉伸负载下的频率为10Hz,在正弦波下进行。实验温度在用空调将室内温度调整到22℃下的实验室的大气环境下进行。疲惫负载的重复次数是107次。

  生物用钛合金的疲惫实验参数有:试样的外表性质、应力比、缺口的有无、重复速度、荷重负载办法、模仿体液的品种及pH、溶解氧浓度的挑选,这些均是影响要素。这里只报告了试样的外表性质对疲惫特性的影响。关于外表性质,选用机械加工状的试样外表与镜面抛光2类材进行了讨论。

  3.成果

  选用触摸式外表粗糙度丈量计对试料的纵向进行外表粗糙丈量的成果:镜面抛光试样的外表粗糙度与机械加工状的材料比较,降到了一半以下。有这样的外表粗糙度的试样的拉伸强度实验成果(应力-变形曲线):不论外表粗糙度如何,zui大拉伸强度、延伸率等的成果是相同的,这说明外表性质的不同,对拉伸特性没有影响。

  一方面,疲惫实验的成果是比起机械加工状材,镜面抛光的试样在各应力水平下的重复次数添加。即,外表性质对疲惫寿命的影响。重复次数添加的一起,裂纹的起点从外表的向内部转变,内部裂纹的起始位置比起镜面抛光材来,机械加工状材在出现外侧(接近外表)。这是由于外表粗糙度的大的材中,在外表邻近的应力状况高,对裂纹较敏感。即外表粗糙度随同的凹凸的程度促进了裂纹的发生,裂纹纹理较大。因而,样品数目的添加,裂纹起点与应力散布的联系进行了具体解析,这样就理解了课题之一:外表性质对疲惫特性的影响。

  4.结论

  本研讨侧重于生物用钛合金的疲惫相关的各种条件,探讨了归纳疲惫实验办法及其特性。尤其是报告了试样的外表性质,即弄清了外表粗糙度对疲惫特性的影响。


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