Структура и фазовый состав сплава Ti-Nb, полученного селективным лазерным сплавлением
| Parent link: | Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение.— , 2003- Т. 18, № 1.— 2016.— [С. 70-83] |
|---|---|
| Corporate Authors: | , , |
| Other Authors: | , , , |
| Summary: | Заглавие с экрана Рассмотрены особенности структуры и фазового состава сплава Ti - 40 мас. % Nb, полученного в процессе селективного лазерного сплавления. Сплав такого состава имеет наименьший модуль упругости среди сплавов системы Ti-Nb и применяется в качестве материала для медицинских имплантатов. Методами рентгеноструктурного анализа, растровой электронной микроскопии и энергодисперсионного микроанализа изучено строение образцов, состоящих из одного и восьми слоев, полученных при одинаковых режимах селективного лазерного сплавления. Показано, что сплав состоит из двух фаз: равновесной β-Ti-Nb и неравновесной α''-фазы. Наличие α''-фазы обусловлено неравновесными условиями охлаждения и кристаллизации материала. Строение многослойного образца повторяет строение монослоя. Монослой, в свою очередь, имеет градиентное строение. По высоте монослоя меняется размер зерна и пористость. Изменение размера зерна в монослое составляет 1-35 мкм. Размер зерна плавно возрастает от нижней границы зоны сплавления к верхней. В нижней зоне сплавления образуются газовые поры округлой формы с размерами 1-10 мкм. Поры располагаются на границах зерен. В верхней зоне сплавления пор наблюдается меньше. Градиентное строение монослоя определяется условиями теплоотвода. Чем дальше от поверхности контакта луча с порошком, тем крупнее зерно и меньше пористость. В многослойном образце транслируется структура монослоя. При проведении процесса селективного лазерного сплавления рекомендуется создавать такие условия охлаждения и кристаллизации расплавившегося материала, при которых весь объем слоя, а значит, и всего изделия, будет иметь структуру, подобную верхней зоне монослоя с достаточно мелким зерном и незначительной пористостью. Features of the structure and phase composition of Ti-40 mas % Nb obtained in the process of selective laser melting were investigated in this paper. The alloy of such a composition has the lowest Young's modulus among Ti-Nb alloys system and is applied as a material for medical implants. The structure of the specimens consisting of one and eight layers obtained at the same conditions of selective laser melting are studied by the methods of X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy-dispersive microanalysis. It is shown that the alloy consists of two phases. They are equilibrium β-Ti-Nb and non-equilibrium α''-phase. Presence of α''-phase is caused by nonequilibrium conditions of cooling and crystallization of material. The structure of multi-layered specimen repeats structure of monolayer. Monolayer in turn has gradient structure. Throughout the height of the monolayer the grain size and porosity change. Grain size of monolayer is in the range of 1-35 μm. Grain size slightly increases from low to up boundary of alloying zone. Circular form pinholes with the size 1-10 μm are formed in the low alloying zone. Pores are situated on the grains boundaries. There is less number of pores in the up alloying zone. The gradient structure of monolayer is defined by conditions of heatsink. With the growth of the distance from the surface of the contact with the powder the grain size becomes larger and the porosity becomes smaller. The multilayer structure is translated monolayer structure. It is recommended in the process of selective laser melting to create such conditions of cooling and crystallization of melted material when the bulk of the layer has the structure similar to the up zone of monolayer with sufficiently fine grain and low porosity. Режим доступа: по договору с организацией-держателем ресурса |
| Published: |
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://elibrary.ru/item.asp?id=25681657 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=648719 |