摘 要:某医用 TC４ELI钛合金板材在进行低倍检查时发现其存在贯穿的亮带缺陷,通过金相 检验、扫描电镜分析、能谱分析和硬度测试,对缺陷种类和形成原因进行了分析.结果表明:该缺陷 为富钛＋间隙元素偏析缺陷,是由钛合金铸锭生产过程中海绵钛粒度不均匀、中间合金混料分布不 均匀导致的;建议通过控制原料和熔炼工艺来减少或消除该缺陷.
关键词:医用 TC４ELI钛合金;亮带;偏析缺陷;间隙元素偏析
中图分类号:TG１４６．２ 文献标志码:B 文章编号:１００１Ｇ４０１２(２０１９)１１Ｇ０８１２Ｇ０３
TC４ELI钛合金以其生物相容性良好、弹性模 量低、密度低、防腐性能好、无毒、屈服强度高、疲劳 寿命长、室温下塑性较大、易成形等优点而成为医用 外科植入物的理想材料[１Ｇ２].医用 TC４ELI钛合金 板材主要用于颅骨修复、接骨等方面,这对其强度、 疲 劳 寿 命、塑 性 等 有 更 高 的 要 求. 根 据 GB/T １３８１０－２０１７«外科植入物用钛及钛合金加工材»,在 植入物产品所用钛合金材料的低倍组织上若发现偏 析、金属或非金属夹杂物及其他目视可见的冶金缺 陷时,判该批产品不合格.偏析是钛合金材料微区 成分不均匀在组织上的显现.医用 TC４ELI板作为 α＋β型两相钛合金,如果其微区成分不均匀,将会 引起宏观及显微组织的异常,从而导致异常区域与 正常区域的硬度存在显著的差异性,该差异性会导 致钛合金材料整体性能不均匀,进而降低材料强度、 疲劳寿命和塑性,最终导致材料早期失效[３Ｇ１０].
某医用 TC４ELI钛合金板材在进行低倍观察时 发现一条宽度约５mm 的贯穿异常带状区域,截取 其中一部分进行低倍观察时发现该带状区域为亮 带,如图１所示.为准确判定缺陷类型,查明缺陷产 生的原因,笔者对其进行了检验和分析.
