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形状记忆合金作为一种新型的结构、功能材料,近年来以其独特的形状记忆效应和超弹性在各个领域得到日益广泛的应用。而近等原子比Ti-Ni合金更以其良好的高阻尼特性、高耐磨、耐腐蚀以及良好的生物相容性成为继Fe-Cr-Ni、Co-Cr、Ti-6Al-4V合金之后在医学上得到广泛应用的金属材料。目前,人们对近等原子比Ti-Ni合金的耐磨性、耐腐蚀性和生物相容性的研究很少,但相继都有报道。但对其断裂方面的研究,国内外却很少有报道。本文主要针对于国产Ti-Ni合金在骨科器械的生产和应用中出现的断裂问题进行分析研究,以达到改进产品结构设计和产品质量的目的。本文分别对Ti-Ni合金与淬火、回火45钢的相对耐磨性及相对耐腐蚀磨损性进行试验研究,研究结果表明,Ti-Ni合金具有较好的耐磨性和耐腐蚀磨损性。它具有较低的硬度,却表现出了很好的耐磨性,这与常规的金属材料是不同的。Ti-Ni合金在大气、海水(Cl-)、氧化性酸中都具有很好的耐蚀性,虽然它在稀硫酸中由于不抗还原性酸,其耐蚀性低于淬火45钢,但从总体上来说,它对大多数介质都具有比淬火45钢好的耐腐蚀磨损性。 本文着重对Ti-Ni合金的缺口敏感性、断裂韧性及示波冲击韧性进行了研究,研究结果表明:厚度为1.68mm的试样,当缺口半径为2.0mm时,Ti-Ni合金的强度为无缺口时的74%,塑性为无缺口时的52.5%,而当缺口半径减为0.5mm时,Ti-Ni合金的强度仅为无缺口时的42%,塑性只有无缺口时的18.5%。对缺口半径为2.0mm的试样,当板厚为1.68mm时,Ti-Ni合金的强度为无缺口时的84%,塑性为无缺口时的56%,当板厚为2.16mm时,其强度为无缺口时的74%,塑性为无缺口时的52.5%,当板厚增至3.18mm时,其强度仅为无缺口时的51%,塑性只有无缺口时的38%。由此可见,Ti-Ni合金是一种对缺口非常敏感的材料,且无论是材料厚度的增加还是缺口半径的减小都使其强度和塑性有明显的降低。同时Ti-Ni合金无论是在马氏体还是在母相组织状态都有较低的断裂韧性(KIc max=52.6MPα·m1/2),其冲击韧性值也很低(5.24J~6.99J),由此得到临界裂纹尺寸αc为0.7340mm(σb=800MPα)~0.4698mm(σb=1000MPα),解释了生产过程中和产品工作过程中出现的断裂现象,并对产品的结构设计和生产工艺过程都提出了一定的要求,如提高产品表面光洁度,且增加产品轮廓的过渡半径以减少尖角过渡等,对改摘要善产品的质量方面起到了很大的指导作用。