Page 45 - 理化检验-物理分册2023年第七期

朱 昊, 等: Ti3Zr2Sn3Mo25Nb钛合金表面细晶的表征方法

为<111> , 这与体心立方晶格稳定滑移方向相吻合。 形产生了晶格畸变。采用 XRD 高角度区域细扫描
在极射赤道平面进行投影, 金属表面自纳米化后, 试样 方法对超声冲击前后的钛合金表面进行分析, 扫描
表面形成了等轴、 取向随机的细晶组织 [ 11 ] 。 角度2 θ 为115° , 其中θ 为入射 X 射线与衍射线的
夹角, XRD 测试结果如图7所示。由图7可知: 超

声冲击后, 钛合金的表面残余压应力约为250MPa ;

超声冲击前, α-Ti相衍射三强峰分别为 40.2123° ,

38.3039° , 77.9324° , α-Ti 相衍射三强峰的晶面间距
分别为0.224266 , 0.234988 , 0.122592nm ; 超声冲

击 后, α-Ti 相 衍 射 三 强 峰 分 别 为 40.421 1° ,
38.4835° , 78.0207° , α-Ti 合金相衍射三强峰的晶面

间距分别为 0.223155 , 0.233933 , 0.122476nm 。
超声冲击后, 钛合金表面的衍射峰位置和θ 都变大,
晶面间距变小, 说明钛合金表面产生了微区压应力。
超声冲击后, 钛合金表面各微区的变形情况及压应力
存在差异, 导致α-Ti 相晶格尺寸偏离稳态标准位置,
图6 钛合金表面晶体在不同特征方向的反极图
从而使衍射峰宽度变大, 相所对应的特征峰强度变
β
2.4 X 射线衍射分析 大。超声冲击同时引入了细晶和残余压应力, 有利于
超声冲击表面改性会诱导材料产生较大的残余 提高材料的力学性能。热处理时, 温度升高且钛合金
压应力, 其产生原因主要有: 材料不同部位的宏观变 中 相含量增加 [ 12 ] 。两者的发生机理并不相同, 前
β
形不均匀; 晶粒和亚晶粒之间的变形不均匀; 塑性变 者为细晶引起, 后者为热处理导致的相变。

图7 超声冲击前后钛合金表面的 XRD测试结果

surfacebioactivation [ J ] .JournalofMaterialsScience
3 结论
& Technolo gy , 2022 , 100 : 137-149.

[ 2 ] YANG Y , CASTANY P , HAO Y L , etal.Plastic
( 1 )超声冲击表面改性后, Ti3Zr2Sn3Mo25Nb

钛合金获得了深度约为35 μ m 的强塑性变形层, 表 deformation via hierarchicalnano-sized martensitic

twinnin g inthemetastable β Ti-24Nb-4Zr-8Snallo y
面可观察到纳米级非晶团簇。
[ J ] .ActaMaterialia , 2020 , 194 : 27-39.

( 2 )超声冲击使 Ti3Zr2Sn3Mo25Nb钛合金表
[ 3 ] JAHANIB.Theeffectsofsurfacerou g hnessonthe
面形成细晶, 其主要形成机理为位错滑移, 位错滑移
functionalit y ofTi13Nb13Zrortho p edicim p lants [ J ] .
主滑移面的方向为<111> ; 同时在钛合金表面还产
Biomedical Journal of Scientific & Technical

生了约250MPa的残余压应力。
Research , 2021 , 38 ( 1 ): 30058-30067.

参考文献: [ 4 ] CHEN M Y , WANG Q G , WANG Y B , etal.

Biomaterials-assisted exosomes thera py in

[ 1 ] YUS , YUZ , GUO D G , etal.Enhancedbioactivit y osteoarthritis [ J ] .BiomedicalMaterials , 2022 , 17 ( 2 ):

and interfacial bondin g stren g th of 022001.

Ti3Zr2Sn3Mo25Nballo y throu g h g raded p orosit y and ( 下转第33页)
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