一种多元钛合金及其制备方法和应用

本发明涉及合金材料，尤其是涉及一种多元钛合金及其制备方法和应用。

背景技术：

1、钛合金生物相容性高，是一种理想的人体植入材料。但传统钛合金无法兼顾高强度及高塑性，且在x射线下的可视性低，因此限制了其在心血管支架上的应用。因此，需设计并制备出兼具高强度、高塑性以及优异可视性的新型钛合金。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提出一种多元钛合金，本发明提供的多元钛合金具有高x射线不透性、高强塑性和高强度。

2、本发明第二方面还提供一种多元钛合金的制备方法。

3、本发明第三方面还提供一种多元钛合金的应用。

4、根据本发明的第一方面实施例提供的一种多元钛合金，包括如下按质量百分比计算的组分：

5、钨(w)15～30％；锆(zr)3～15％；钼(mo)2～10％；余量为钛(ti)和不可避免的杂质。

6、根据本发明实施例的多元钛合金，至少具有如下有益效果：

7、本发明提供的多元钛合金具有高塑性、高强度和x射线下的可视性。这是因为本发明通过改变ti、w、zr和mo元素的配比，使得多元钛合金在淬火后获得单相亚稳β相基体。亚稳β相基体，在变形过程中会发生β→α"马氏体相变和/或机械孪晶，其中α"为正交晶体结构的马氏体相。β→α"马氏体相变和机械孪晶在多元钛合金中会引入相变诱发塑性，孪晶诱发塑性，相变诱发加工硬化以及孪晶诱发塑性，使多元钛合金具有超过25％的塑性。

8、进一步地，本发明还引入了钨元素以及限定了钨元素的质量百分比，使得其能显著提高多元钛合金的x射线不透性。

9、进一步地，本发明的多元钛合金，由无生物毒害元素ti、w、mo和zr组成，具有优异的生物相容性。

10、根据本发明的一些实施例，包括如下按质量百分比计算的组分：

11、钨18～24％；锆3～7％；钼3～5％；余量为钛和不可避免的杂质。

12、根据本发明的第二方面实施例提供的多元钛合金的制备方法，包括如下步骤：

13、s1、称取钨、锆、钼和钛进行熔炼成合金铸锭；

14、s2、将步骤s1的合金铸锭进行冷轧变形制成板坯；

15、s3、将板材进行固溶处理，随后淬火冷却至室温。

16、根据本发明的一些实施例，步骤s3中，所述固溶处理的固溶温度为900℃～1200℃。

17、根据本发明的一些实施例，步骤s3中，所述固溶处理的保温时间为5min～60min。

18、根据本发明的一些实施例，步骤s3中，所述固溶处理在真空环境下进行。

19、根据本发明的一些实施例，步骤s2中，所述冷轧变形的变形量大于90％。

20、根据本发明的一些实施例，步骤s3中，所述冷却的速度为550℃/s～650℃/s。

21、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述熔炼的温度是3000℃～3200℃。

22、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述熔炼进行若干次。

23、根据本发明的一些实施例，步骤s1中，所述熔炼采用的装置为非自耗真空电弧炉。

24、根据本发明的一些实施例，步骤s3中，所述固溶处理采用的装置为热处理炉或真空淬火炉。

25、根据本发明的一些实施例，所述锆、钛、钨4和钼元素的纯度≥99.9wt％。

26、本发明第三方面提供上述所述的多主元合金在制备生物医用材料中的应用。

27、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

技术特征：

1.一种多元钛合金，其特征在于，包括如下按质量百分比计算的组分：

2.根据权利要求1所述的多元钛合金，其特征在于，包括如下按质量百分比计算的组分：

3.根据权利要求1或2所述的多元钛合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的多元钛合金的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述固溶处理的固溶温度为900℃～1200℃。

5.根据权利要求3所述的多元钛合金的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述固溶处理的保温时间为5min～60min。

6.根据权利要求3所述的多元钛合金的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述冷轧变形的变形量大于90％。

7.根据权利要求3所述的多元钛合金的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述冷却的速度为550℃/s～650℃/s。

8.根据权利要求3所述的多元钛合金的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述熔炼的温度是3000℃～3200℃。

9.根据权利要求3所述的多元钛合金的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述熔炼采用的装置为非自耗真空电弧炉。

10.根据权利要求1或2所述的多元钛合金在制备心血管支架中的应用。

技术总结
本发明公开了一种多元钛合金及其制备方法和应用，包括如下按质量百分比计算的组分：钨15～30％；锆3～15％；钼2～10％；余量为钛和不可避免的杂质。本发明提供的多元钛合金具有高塑性、高强度和X射线下的可视性。本发明的多元钛合金，由无生物毒害元素Ti、W、Mo和Zr组成，具有优异的生物相容性。

技术研发人员：逯文君,钱柄男,候军华,张家雯,邹思昊
受保护的技术使用者：南方科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8