Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 2 2019 130 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Отметим, что результаты оценки модуля упругости методом невосстановленного отпе- чатка при наноиндентировании, примененным в работе, давали значения несколько выше, чем при оценке стандартными методами [35]. Поэто- му можно говорить лишь о сравнительном ана- лизе данной характеристики в сплаве, получен- ном разными методами. При обработке сплава ИПД внутрикристал- лическая ликвация устранялась. Пластическая деформация приводила к формированию в сплаве равновесных фаз в процессе обратного α″ → β + + α-превращения, а также ультрамелкозернистой структуры. Так как структурные превращения в исследуемом сплаве происходили одновременно с фазовыми превращениями, это способствова- ло дополнительному измельчению структуры. Упрочнение сплава, обусловленное ИПД, было значительно меньше, чем сплава, полученного в условиях высокоскоростного охлаждения при кристаллизации, также меньше и значение моду- ля упругости. Сравнительный анализ структурно-фазово- го состояния сплава, полученного СЛС и ИПД, предполагает больший эффект упрочнения во втором случае. Это обусловлено наличием уль- трамелкозернистой структуры, высокой плот- ности дислокационных ансамблей и большого числа мелкодисперсных частиц, что в совокуп- ности должно в значительно большей степени приводить к упрочнению исследуемого сплава. Можно предположить, что большие значения нанотвердости образцов, полученных СЛС, об- условлены высокими внутренними напряже- ниями, формирующимися в сплаве в данных условиях получения. Это отчасти подтвержда- ется тем, что наряду с большими значениями нанотвердости сплав имеет и большее значение модуля упругости на который, как известно, из- менения в структуре влияют в последнюю оче- редь [36]. Наличие высоких внутренних напряжений в изделиях, полученных СЛС, является общим недостатком всех методов обработки метал- лов концентрированными потоками энергии и может быть решено с помощью последующей термической обработки, с помощью которой можно устранить в некоторой степени и сфор- мировавшуюся внутрикристаллическую лик- вацию. Выводы 1. В процессе селективного лазерного сплав- ления сплава Ti–40 Nb в его зеренной структуре формируется внутрикристаллическая ликвация в значительно бо́льшей степени, чем при кри- сталлизации слитка, что обусловлено неравно- весными условиями охлаждения расплава. В данных условиях наряду с β-фазой, в сплаве формируется метастабильная α  -фаза. 2. Малый размер элементов структуры спла- ва, полученного СЛС, нивелирует возможную неоднородность физико-механических свойств при ликвации. Высокая микротвердость сплава обусловлена формированием внутренних напря- жений, для снятия которых требуется термиче- ская обработка. 3. Интенсивная пластическая деформация сплава, включающая в себя прессование в сим- метричный канал, многоосевую ковку и мно- гоходовую прокатку в ручьевых валках с по- следующим отжигом при 350 °C, приводит к устранению внутрикристаллической ликвации слитка, обратному α″ → β + α-превращению и формированию ультрамелкозернистой структу- ры с оптимальным комплексом физико-механи- ческих свойств, необходимых для производства имплантатов. Список литературы 1. Microstructure and mechanical behavior of metal injection molded Ti-Nb binary alloy as biomedical material / D. Zhao, K. Chang, T. Ebel, H. Nie, R. Willumeit, F. Pyczak // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. – 2013. – Vol. 28. – P. 71–182. – DOI: 10.1016/j.jmbbm.2013.08.013. 2. Niinomi M., Nakai M., Hieda J. Development of new metallic alloys for biomedical applications // Acta Biomaterialia. – 2012. – Vol. 8, iss. 11. – P. 3888–3903. – DOI: 10.1016/j.actbio.2012.06.037. 3. Microstructure and dry wear properties of Ti-Nb alloys for dental prostheses / L. Xu, S.L. Xiao, J. Tian, Y. Chen, Y. Huang // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2009. – Vol. 19, iss. 3. – P. 639– 644. – DOI: 10.1016/S1003-6326(10)60124-0. 4. Structure and properties of micro-arc calcium phosphate coatings on pure titanium and Ti-40Nb alloy / Yu. Sharkeev, E. Komarova, M. Sedelnikova, Z. Sun, Q. Zhu, J. Zhang, T.Tolkacheva, P. Uvarkin // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2017. – Vol. 27, iss. 1. – P. 125−133. – DOI: 10.1016/ S1003-6326(17)60014-1.