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新一代生物医用Ti-Mo基合金因其具有良好的力学性能、加工性能并兼有良好的生物性能等特点,而成为目前生物医用材料的研究热门。但传统的生物医用金属材料不具备抗菌特性,常常引发植入人体后的继发感染,对患者造成身心的伤害,也对社会造成了经济损失。因此,本文选择目前综合性能优异的Ti-Mo基合金作为研究基础,向其中加入抗菌元素Cu,制备出Ti-x Mo-5Cu(x=7.5wt%及12wt%)合金,研究了高温变形行为及板材轧制和热处理对两种合金的具体影响,并进一步探讨热处理对两种合金细胞相容性和抗菌性的影响。对两种合金的铸态组织及高温变形行为分析发现,Ti-7.5Mo-5Cu合金铸态显微组织呈现α+β的双相组织,而Ti-12Mo-5Cu则为单一β相,表明Mo元素含量升高使稳定β相的能力大大增强。高温变形实验显示,两种合金均为正应变速率敏感材料和负变形温度敏感材料;不同条件下压缩后组织表明,Mo元素含量增多不利于合金动态再结晶的进行,而在较低的变形速率下两种合金均能变形充分,使流变应力稳态发展。EBSD分析显示经过压缩后两种合金均出现了明显的织构;TEM分析结果通过位错形成的亚结构解释了两种合金高温变形再结晶的微观机理,两种合金的动态再结晶机制为晶界“弓弯”形成的非连续动态再结晶机制(DDRX机制)。根据高温变形结果,每种合金在900℃下均分别进行单向和双向两种轧制。轧制后板材显微组织显示,两种合金均已发生动态再结晶,轧制没有使合金发生相变;对板材进行900℃固溶1h的热处理,两种合金板材组织变为粗大等轴晶粒。对初步热处理后的板材进行常温拉伸,结果显示,热处理后两种合金的断裂方式为韧性断裂,双向轧制在一定程度上有利于改善合金的塑性,Ti-12Mo-5Cu在相同条件下比Ti-7.5Mo-5Cu合金具有更高的强度。热处理实验表明,两种合金在750℃固溶处理后产生的α相在时效过程中被保留下来,固溶温度升高至900℃,合金中初生α相基本消失;500℃时效大幅提升了两种合金的硬度,Mo含量提升也使得合金具有更高的硬度。经过热处理后,两种合金内发生β→α+Ti2Cu的相变,Cu元素大部分以Ti2Cu颗粒的形式析出,TEM分析显示,在Ti-12Mo-5Cu中次生α相更加细小致密,富Cu相尺寸更大。MG63人体骨肉瘤细胞相容性实验显示,两种合金均表现出良好的细胞相容性,Ti-7.5Mo-5Cu合金在两种固溶温度下的细胞相对增值率均要比Ti-12Mo-5Cu更高;经过900℃固溶处理后的两种合金均要比750℃固溶处理后的合金具有更好的抗菌性,相同条件下,Ti-12Mo-5Cu的抗菌率要明显高于Ti-7.5Mo-5Cu,表明Mo元素增多带来的相组成变化可能会对合金的抗菌性产生影响。