歯科ナローインプラント応用を目的とした結晶粒超微細化によるチタン合金の高強度化

通过超细晶粒提高钛合金的强度，适用于狭窄的牙种植体应用

• 批准号: 21K17007
• 负责人: 蘆田 茉希
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Seikei University (2022)Tokyo Medical and Dental University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17007/
• 关键词: 生体材料; チタン合金; 高圧すべり加工; 結晶粒微細化; 歯科インプラント

本研究の目的は、ナロー歯科インプラントへの応用を目指し、ナロー歯科インプラント作製可能な実用形状のチタン合金に高圧すべり（HPS）加工を適用し、伸びを維持したままの高強度化を行うことである。本研究では、ナロー歯科インプラントへの応用に焦点を当て、より大きい寸法のチタン合金（Ti-6Al-7Nb合金）にHPS加工を施し、高強度化を目指す。研究内容はHPS加工条件の最適化、棒状の合金での高強度化、HPS加工後の耐食性および安全性評価の3つによって構成されるが、今年度は棒状のTi-6Al-7Nb合金での高強度化を目指した。棒状での加工が可能な加工条件の探索およびHPS加工が組織と機械的特性に及ぼす影響を調べ、棒状試料においても機械的性質の向上が可能かどうかを調べることを目的とした。Ti-6Al-7Nb合金棒材に初めてHPS加工を施し、加工に成功した。XRD測定では、加工前後で構成する相に変化はなかったが、加工後にはピークの広がりが確認され、半値幅が増加したことから、HPS加工によってTi-6Al-7Nb合金の結晶粒が微細化されたことが示唆された。また、TEM観察より、HPS加工により結晶粒が超微細化されたことが確認できた。しかし、試料全体で微細化はされておらず、比較的粗大な粒も存在しており、不均一な組織であることがわかった。機械的性質については、HPS加工によりビッカース硬さは増加した。HPS加工により引張強さは増加し、棒状試料においても高強度化が可能であることが明らかとなった。

The purpose of this study is to provide guidance for the application of dental implants, to make possible the application of high pressure silicon (HPS) alloys in dental implants, and to maintain the strength of these alloys. This study is aimed at improving the strength of Ti-6Al-7Nb alloy by HPS processing and improving the strength of Ti-6Al-7Nb alloy by using high-precision machining method. The research contents include optimization of HPS processing conditions, high strength of rod-shaped alloy, food resistance and safety evaluation after HPS processing, and high strength of rod-shaped Ti-6Al-7Nb alloy this year. Exploration of possible processing conditions for rod and HPS processing, adjustment of mechanical properties for rod and HPS processing, and adjustment of mechanical properties for rod and HPS processing. Ti-6Al-7Nb alloy bars were processed successfully by HPS. XRD measurement shows that the crystal grain size of Ti-6Al-7Nb alloy has been refined during HPS processing. TEM observation, HPS processing, crystal grain refinement, etc. The whole sample is fine, and the coarse particles are relatively large. The nature of machinery, HPS processing, hard to increase HPS processing is not easy to increase the strength of the rod sample, but to increase the strength of the rod sample.

项目成果

高圧すべり加工を施したTi-6Al-7Nb合金の組織と機械的性質

高压滑动加工Ti-6Al-7Nb合金的组织与力学性能

• 发表时间: 2021
• 作者: M. Ashida;P. Chen;Y. Takizawa;M. Yumoto; A. Umise;M. Tahara;H. Hosoda;Z. Horita;T. Hanawa;蘆田茉希
• 通讯作者: 蘆田茉希

Developing Microstructure and Enhancing Strength of Ti–6Al–7Nb Alloy with Heat Treatment Processed by High-Pressure Torsion

高压扭转热处理显微组织提高Ti-6Al-7Nb合金的强度

• DOI: 10.2320/matertrans.mt-m2021242
• 发表时间: 2022
• 期刊: MATERIALS TRANSACTIONS
• 影响因子: 1.2
• 作者: M. Ashida;M. Hanai;P. Chen;T. Hanawa
• 通讯作者: T. Hanawa

Microstructural development and strengthening of Ti-6Al-7Nb alloy by severe plastic deformation

剧烈塑性变形Ti-6Al-7Nb合金的显微组织发展和强化

• 发表时间: 2022
• 作者: Maki Ashida;Peng Chen;Yoichi Takizawa;Manabu Yumoto;Akira Umise; Masaki Tahara;Hideki Hosoda;Zenji Horita;Takao Hanawa
• 通讯作者: Takao Hanawa