Влияния добавки гафния на фазовый состав и свойства деформированного биосовместимого сплава

Abstract

Исследован сплав на основе циркония (51 – y) Zr –31 Ti – 18 Nb – y Hf (y = 0, 2, 4, 6, 8, 10), ат. %, который относится к низкомодульным β-сплавам медицинского назначения. Гафний выступает в качестве дополнительного легирующего элемента, повышающего контрастность изображений, получаемых методами рентгенодиагностики. Методами рентгеноструктурного фазового анализа и микроиндентирования установлено влияние гафния на фазовый состав, модуль упругости и микротвердость деформированных сплавов системы Zr – Ti – Nb – Hf. Показано, что дополнительное легирование гафнием сплава Zr-31Ti-18Nb приводит к потере стабильности β-фазы по отношению к фазовым превращениям при пластической деформации, что способствует росту модуля упругости и микротвердости сплава. Установлен диапазон концентраций гафния в сплаве (2-4 ат %), который не вызывает существенного изменения его модуля упругости.

An alloy based on zirconium (51 – y) Zr –31 Ti – 18 Nb – y Hf (y = 0, 2, 4, 6, 8, 10), at. %, which refers to low-modulus β-alloys for medical use. Hafnium acts as an additional alloying element that increases the contrast of images obtained by X-ray diagnostic methods. Using the methods of X-ray diffraction phase analysis and microindentation, the influence of hafnium on the phase composition, elastic modulus and microhardness of deformed alloys of the Zr – Ti – Nb – Hf system was established. It has been established that additional alloying of the Zr-31Ti-18Nb alloy with hafnium leads to a loss of stability of the β-phase with respect to phase transformations during plastic deformation, which contributes to an increase in the elastic modulus and microhardness of the alloy. It has been established that the maximum permissible concentration of hafnium, which does not cause a significant increase in the elastic modulus, is no more than 4 at %.