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亚稳态β相Ti-Nb合金具有较低的弹性模量，良好的耐腐蚀性能和生物相容性能，而且在一定的成分范围内还可以表现出形状记忆效果和超弹性，是一种极具应用潜力的生物移植材料。深刻认识合金化元素以及显微组织对该合金系的形状记忆性能和超弹性的影响及其机理对改善该合金的形状记忆性能和超弹性有着十分重要的意义。本论文根据“d-电子轨道理论”通过在Ti-Nb合金中添加Mo、Sn元素，设计出了Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金，并研究了固溶处理和快速时效处理对该合金显微组织和力学性能的影响，其主要研究内容及结果如下：(1) Ti-Nb-Mo-Sn合金的设计及显微组织和力学性能研究：采用“d-电子轨道理论”设计出Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金并对该合金的显微组织和力学性能进行了分析，其结果表明：铸态Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金的显微组织主要由β相组成。该合金在室温下可表现出超弹性和形状记忆性能。其马氏体转变起始温度Ms和奥氏体转变终了温度Af分别为-12°C和0°C。在室温下对该合金进行拉伸变形8%卸载后，回复应变可达3.9%。(2)固溶处理对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn显微组织与力学性能的影响：对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金进行冷轧（形变率80%），并在700°C该合金进行不同时间的固溶处理，研究固溶处理时间对其显微组织和力学性能的影响，研究结果表明：在700°C下对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金保温不同时间，随着固溶处理时间的延长，合金的晶粒尺寸逐渐长大；合金的相组成由冷轧态的β和α"两相为主转变为β相为主，并含有少量的α和α"相。固溶处理时间对冷轧态Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金的力学性能也会产生重要影响。随着固溶处理时间的延长，冷轧态合金的变形织构和加工硬化逐渐消除，其抗拉强度降低，塑性提高，同时应力诱发马氏体相变的临界应力σSIM也逐渐降低。在700°C固溶处理10min后，合金表现出最佳的超弹性性能。合金晶粒度对应力诱发马氏体临界应力会产生重要影响。应力诱发马氏体相变的临界应力σSIM与晶粒的关系满足Hall-Petch关系。(3)快速时效处理对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn显微组织和力学性能的影响：将700°C固溶处理10min的Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金在250°C分别进行1~60min的快速时效处理，研究固溶体脱溶对合金显微组织和力学性能的影响。研究发现，随着固溶处理时间的延长，固溶体中ω相析出的量逐渐增多，合金的力学性能和超弹性也发生了明显的变化，该析出相能有效提高应力诱发马氏体相变的临界应力。时效10min后，合金的诱发马氏体相变的临界应力达到500MPa，超弹性达到46%。