换一批
换一批医用钛合金模拟体液预浸后的疲劳性能及其数值模拟
Fatigue Performance and Numerical Simulation of Medical Titanium Alloy Subjected to Simulated Body Fluid
摘要目的 研究新型低弹模量Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb(TLM)钛合金在模拟体液(simulated body fluid,SBF)干预下的腐蚀疲劳性能.方法 以Ti-6Al-4V(TC4)钛合金为对照组,测定两种钛合金在SBF中的电化学腐蚀极化曲线,并对预腐蚀后的TC4 钛合金和TLM钛合金试样进行旋转弯曲疲劳试验,利用实验数据建立加载应力幅与疲劳断裂循环次数之间的关系,绘制应力-寿命曲线,通过分析试样的腐蚀疲劳微观断口形貌分析其断裂机制,并结合有限元软件对钛合金试件进行疲劳分析.结果 应力退火状态下TC4 钛合金自腐蚀电位低于热处理后的TLM钛合金,而TLM钛合金对循环应力的变化更为敏感.对比仿真结果与试验结果显示,应力退火状态下的TC4 钛合金与热处理后的TLM钛合金相比疲劳强度更高,抵抗裂纹扩展的能力更强,而耐腐蚀性能相反.相对于未预腐蚀处理试件,SBF预浸泡后的TLM钛合金脆性增加,疲劳性能有所降低.结论 通过对比分析,说明试验结果可靠性高,COMSOL有限元软件能够很好预测钛合金材料的疲劳寿命.
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关键词
TLM钛合金TC4钛合金腐蚀疲劳疲劳-寿命曲线数值模拟TLM titanium alloyTC4 titanium alloycorrosion fatiguefatigue-life curvenumerical simulation
分类号
R318.01
栏目名称
论著
DOI
10.16156/j.1004-7220.2024.01.012
发布时间
2024-03-08
基金项目
国家自然科学基金
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