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屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金及其制备方法技术

技术编号:46064585 阅读:6 留言:0更新日期:2025-08-11 15:51
本发明专利技术属于合金材料技术领域,涉及一种屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金及其制备方法,多组元锆合金按金属元素的质量百分数占比为:锆元素58.9~79.38%,钛元素7.5~20%,铌元素12.0~18.0%,铪元素1.0~2.5%,铁元素0.1~0.5%以及硼元素0.02~0.10%;其拉伸屈服强度为807~941MPa,杨氏模量为60~70GPa。制备方法包括:S1、原料称重;S2、合金熔炼;S3、锻造处理;S4、轧制处理。本发明专利技术的多组元锆合金的制备方法通过添加Ti、Nb、Hf元素以及微量的Fe和B元素使锆合金在具备较高的屈服强度的同时兼具较低的弹性模量;本发明专利技术的多组元锆合金的制备方法通过将轧制过程的保温温度控制在500~750℃使合金具有优选的金相组织来提高合金的屈服强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合金材料,特别涉及一种屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金及其制备方法


技术介绍

1、医用合金在实际使用过程中存在的主要问题包括合金的弹性模量与使用环境要求不匹配以及有害金属离子的释放导致生物相容性较差等,当前常规医用合金以金属钛为主,而金属锆在抗腐蚀性与生物相容性方面的表现均优于金属钛,且磁化率低,能够有效避免在核磁成像时产生伪影,有利于植入物的检修与翻新,在医用领域极具应用潜力。

2、然而,纯金属锆屈服强度较低,弹性模量较高,长期使用时,容易出现变形甚至开裂等状况,以及应力遮挡效应,导致纯金属锆难以进行实际应用。锆合金通常具备较低的弹性模量,但是当前低模量锆合金和钛合金的屈服强度普遍较低通常≤600mpa,较大地限制了医用金属材料的广泛应用。

3、因此,提升金属锆的屈服强度,同时降低其弹性模量对合金在医用领域的使用具有极其重要的社会意义和经济价值,为解决上述提出的主要问题,开发具有高屈服强度且兼具低弹性模量合金材料成为需要解决的问题。


技术实现思路

1、针对当前合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金,其特征在于,其元素的质量百分数占比为:锆元素58.9~79.38%,钛元素7.5~20%,铌元素12.0~18.0%,铪元素1.0~2.5%,铁元素0.1~0.5%以及硼元素0.02~0.10%;其拉伸屈服强度为807~941MPa,杨氏模量为60~70GPa。

2.根据权利要求1所述的屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金,其特征在于,元素的质量百分数占比为:钛元素20%、铌元素15%、铪元素1.5%、铁元素0.2%、硼元素0.04%和锆元素63.26%。

3.一种根据权利要求1所述的屈服强度与杨氏模量高比值的多组...

【技术特征摘要】

1.一种屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金,其特征在于,其元素的质量百分数占比为:锆元素58.9~79.38%,钛元素7.5~20%,铌元素12.0~18.0%,铪元素1.0~2.5%,铁元素0.1~0.5%以及硼元素0.02~0.10%;其拉伸屈服强度为807~941mpa,杨氏模量为60~70gpa。

2.根据权利要求1所述的屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金,其特征在于,元素的质量百分数占比为:钛元素20%、铌元素15%、铪元素1.5%、铁元素0.2%、硼元素0.04%和锆元素63.26%。

3.一种根据权利要求1所述的屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金的制备方法,其特征在于,具体步骤包括:

4.根据权利要求3所述的屈服强度与杨氏模量高比值的多组元锆合金的制备方法,其特征在于,步骤s4将马弗炉以10~15℃/min的速率升温至500~750℃,保温时间为25~35min,每...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁顺星尹子超刘日平张新宇马明臻郭宇星刘心凯尹瑞世
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:

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