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新型β钛基形状记忆合金因具有低的弹性模量、优良的生物相容性、良好的耐腐蚀性等优异性能,在生物移植材料领域具有广阔的应用前景。但与传统NiTi形状记忆合金合金相比,β钛合金其马氏体相变临界应力较低、超弹性回复应变较小以及稳定性较差,这些问题制约了该合金在实际工程中的应用。细化晶粒是一种提高β钛基形状记忆合金综合力学性能的有效途径。因此,本论文以Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn钛基形状记忆合金为研究对象,采用复合轧制(Accumulative Roll-Bonding,ARB)工艺,对该合金进行大变形,并通过退火再结晶的方法细化合金显微组织。研究了复合轧制与后续热处理工艺对合金显微组织与力学性能,尤其是超弹性能的影响及其机理。论文取得的结果如下:1.采用真空电弧熔炼炉,制备出了Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn钛基形状记忆合金,对该合金进行室温轧制,研究了轧制变形量对合金再结晶温度和后续退火热处理过程中显微组织的影响。研究结果表明,当变形量为50%时,其再结晶温度在740℃左右,且再结晶温度随变形量的增大而降低。轧制变形量为87%的合金在800℃退火5 min后,显微组织发生完全再结晶,其晶粒度大小得到明显细化,晶粒度大小为50μm,其相组成主要为β相。2.通过采用复合轧制(Accumulative Roll-Bonding,ARB)工艺,对Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn在室温下进行了轧制,并对轧制后的试样在700℃下,进行了快速热处理(保温5 min),利用光学显微镜镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫面电镜(SEM)对合金轧制热处理前后合金组织与成分进行分析,并用电子万能试验机对轧制试样的力学性能和超弹性能进行测试。结果表明,复合轧制工艺能有效细化合金晶粒,经过轧制8道次,700℃/5 min快速热处理可得到全β相合金组织,其晶粒尺寸1μm,该合金的超弹性能得到了改善,在预变形为6%时,其回复变形为5.94%,回复率为99%,并表现出稳定的超弹性。3.系统研究了退火温度和时间对复合轧制8道次后Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金超弹性的影响。结果表明,热处理温度和时间对合金超弹性有显著影响,700℃退火5 min有助于提高复合轧制8道次的Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金的超弹性,回复率最高,达到86%。