Το μέγιστο στρες ανάκτησης (εr) του κράματος Ti-Ni μπορεί να φτάσει το 8,0%, παρουσιάζοντας εξαιρετικό αποτέλεσμα μνήμης σχήματος και υπερελαστικότητα, και χρησιμοποιείται ευρέως ως οστικές πλάκες, αγγειακές σκαλωσιές και ορθοδοντικά πλαίσια.Ωστόσο, όταν το κράμα Ti-Ni εμφυτεύεται στο ανθρώπινο σώμα, μπορεί να απελευθερώσει Ni+ το οποίο είναι ευαισθητοποιητικό και καρκινογόνο, οδηγώντας σε σοβαρά προβλήματα υγείας.αντοχή στη διάβρωση και χαμηλό ελαστικό μέτρο, και μπορεί να πάρει καλύτερη αντοχή και πλαστικότητα ταιριάζει μετά από εύλογη θερμική επεξεργασία, είναι ένα είδος μεταλλικού υλικού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντικατάσταση σκληρού ιστού.υπάρχει αναστρέψιμος θερμοελαστικός μαρτενσιτικός μετασχηματισμός σε ορισμένα κράματα β τιτανίου, που παρουσιάζει ορισμένες υπερελαστικές επιδράσεις και επιδράσεις μνήμης σχήματος, οι οποίες διευρύνουν περαιτέρω την εφαρμογή του στον βιοϊατρικό τομέα.Η ανάπτυξη β-λίγματος τιτανίου, το οποίο αποτελείται από μη τοξικά στοιχεία και έχει υψηλή ελαστικότητα, έχει γίνει ένα ερευνητικό εστιατόριο ιατρικού κράματος τιτανίου τα τελευταία χρόνια.
Σήμερα, έχουν αναπτυχθεί πολλά κράματα β-τιτανίου με υπερελαστικότητα και αποτελέσματα μνήμης σχήματος σε θερμοκρασία δωματίου, όπως τα κράματα Ti-Mo, Ti-Ta, Ti-Zr και Ti-Nb.η υπερελαστική ανάκτηση αυτών των κράματος είναι μικρή, όπως το μέγιστο εr του Ti-(26, 27)Nb (26 και 27 είναι ατομικά κλάσματα, αν δεν είναι ειδικά σημειωμένα, τα συστατικά του κράματος τιτανίου που χρησιμοποιούνται σε αυτό το έγγραφο είναι ατομικά κλάσματα) είναι μόνο 3,0%,πολύ χαμηλότερο από το κράμα Ti-NiΤο άρθρο αυτό αναλύει τους παράγοντες που επηρεάζουν την υπερελαστικότητα του β-τίτανου.και οι μέθοδοι βελτίωσης της υπερελαστικότητας συνοψίζονται συστηματικά.
Υπερελαστικότητα 1.1 Αναστρέψιμη στρεσοποιημένη μαρτενσιτική μεταμόρφωση των κράματος τιτανίου 1β
Η υπερελαστικότητα των β-συναρμάτων τιτανίου προκαλείται συνήθως από αναστρέψιμη μεταμόρφωση που προκαλείται από στρες, δηλαδή,η β φάση της δομής κύβους πλέγματος με κέντρο το σώμα μετατρέπεται στην α" φάση της δομής ρώμβου πλέγματος όταν η πίεση είναι φορτωμένηΚατά τη διάρκεια της εκφόρτωσης, η α" φάση αλλάζει σε β- φάση και η πίεση ανακάμπτει.η β φάση της κεντρικής κούβικης δομής ονομάζεται "αουστενίτης" και η α φάση της ρώμβικης δομής ονομάζεται "μαρτενσίτης"Η αρχική θερμοκρασία της μεταβατικής φάσης του μαρτενσιτικού, η τελική θερμοκρασία της μεταβατικής φάσης του μαρτενσιτικού,η αρχική θερμοκρασία της μετάβασης φάσης αυστενίτη και η τελική θερμοκρασία της μετάβασης φάσης αυστενίτη εκφράζονται με το Ms, Mf, As και Af, και το Af είναι συνήθως αρκετά Κελβίνων έως δεκάδες Κελβίνων υψηλότερο από το Ms.Η διαδικασία φόρτωσης και εκφόρτωσης β-συναρμολογίου τιτανίου με μετασχηματισμό μαρτενσιτικού λόγω άγχους παρουσιάζεται στο σχήμα 1Πρώτα εμφανίζεται μια ελαστική παραμόρφωση της β φάσης,το οποίο μετατρέπεται σε α" φάση με τη μορφή κοπής όταν το φορτίο φτάνει την κρίσιμη τάση (σSIM) που απαιτείται για την επαγωγή της μεταβολής φάσης martensiticΚαθώς το φορτίο αυξάνεται, η μεταφορά φάσης μαρτενσιτικής (β→α") συνεχίζεται μέχρι να επιτευχθεί η πίεση που απαιτείται για το τέλος (ή το τέλος) της μεταφοράς φάσης μαρτενσιτικής,και στη συνέχεια η ελαστική παραμόρφωση της α" φάσης συμβαίνειΌταν το φορτίο αυξάνεται περαιτέρω πέρα από την κρίσιμη πίεση που απαιτείται για β-σλίπ της φάσης (σCSS), συμβαίνει η πλαστική παραμόρφωση της β- φάσης.Εκτός από την ελαστική ανάκτηση της α' φάσης και β' φάσηςΗ υπερελαστική ή η επίδραση μνήμης σχήματος του κράματος εξαρτάται από τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας μετάβασης φάσης και της θερμοκρασίας δοκιμής..Όταν το Af είναι ελαφρώς χαμηλότερο από τη θερμοκρασία δοκιμής, η φάση α που προκαλείται από την πίεση κατά την φόρτωση υποβάλλεται σε μετάβαση φάσης α → β κατά την εκφόρτωση,και η πίεση που αντιστοιχεί στη μετάβαση φάσης που προκαλείται από άγχος μπορεί να ανακάμψει πλήρωςΌταν η θερμοκρασία δοκιμής είναι μεταξύ As και Af, ένα μέρος της α φάσης μετατρέπεται σε β φάση κατά την εκφόρτωση,και ανακτάται η πίεση που αντιστοιχεί στη μετάβαση φάσης που προκαλείται από άγχοςΕάν το κράμα θερμαίνεται περαιτέρω πάνω από το Af, η εναπομείνασα α" φάση μετατρέπεται σε β φάση, η τάση μετάβασης φάσης ανακτάται πλήρως,και το κράμα παρουσιάζει ορισμένο αποτέλεσμα μνήμης σχήματοςΌταν η θερμοκρασία δοκιμής είναι χαμηλότερη από την As, το στρες που προκαλείται από το στρες δεν ανακάμπτει αυτόματα στη θερμοκρασία δοκιμής και το κράμα δεν έχει υπερελαστικότητα.Παρόλα αυτά, όταν το κράμα θερμαίνεται πάνω από το Af, η τάση αλλαγής φάσης αποκαθίσταται πλήρως και το κράμα παρουσιάζει αποτέλεσμα μνήμης σχήματος.
