水素新機能による生体・医療用チタン合金のナノ組織化と歯科補綴物への応用

利用新氢功能的生物和医用钛合金纳米结构及其在假牙中的应用

基本信息

批准号：
22K10048
负责人：
中東潤
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Fukuyama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は、歯科医療用チタン合金の一つであるα+β型Ti-6Al-7Nb合金に水素処理法（水素吸蔵－溶体化・マルテンサイト化－熱間圧延－脱水素）を適用させ、結晶粒の微細化（ナノ組織化）を目指した。水素吸蔵後のTi-6Al-7Nb合金のβ変態点を組織観察法によって把握した後、最適な水素吸蔵量、熱間圧延温度を調べた。その結果、まず水素吸蔵後のTi-6Al-7Nb合金のβ変態点であるが、0.5wt.%の水素吸蔵量で約200K程度低下することがわかった。次に、この結果を基に水素処理を試みた。水素吸蔵量の異なる試料（0.3～0.9%wt.%）を作製、さらに圧下率80％が可能な熱間圧延温度を調べて試みた結果、水素を0.5wt.%程度吸蔵させ、その後β変態点よりも100K高い温度で溶体化・マルテンサイト化し、熱間圧延温度を923K、脱水素温度を873Kとすることで、均一な微細粒組織が得られることが分かった。ただし、水素吸蔵量を0.7wt.%以上にすると組織の均一性が低下することも分かった。以上の結果より、α+β型Ti-6Al-7Nb合金が水素処理法によって微細組織化するための条件は概ね把握することができた。水素処理によって微細組織化したTi-6Al-7Nb合金の常温引張試験を行った結果、0.2%耐力は1318MPaを示し、約30％の高強度化が達成された。ただし伸びが3％とやや低いので、水素処理条件の更なる最適化が必要である。α+β型チタン合金においては、バルクの状態で結晶粒径を1μm以下にする結晶粒微細化法が極めて少ないことが知られているが、この水素処理法を行うことで、本合金の微細粒組織が得られるという知見を得ることができた。

今年，我们将一种氢处理方法（氢储存 - 马氏体 - 热滚动 - 脱氢）应用于α+β型Ti -6AL -7NB合金，是牙齿护理的钛合金之一，以完善谷物（纳米 - 组织）。氢存储后，通过结构观察方法确定TI-6AL-7NB合金的β变换点，并检查了最佳的氢存储量和热滚动温度。结果，发现在氢存储为0.5 wt。％时，氢存储后TI-6AL-7NB合金的β转化点首先减少约200k。接下来，基于此结果，尝试了水力发生。 Samples with different hydrogen storage amounts (0.3-0.9% wt.%) were prepared, and further investigated the hot rolling temperature that allows for a reduction of 80%, and the results were found to be obtained by absorbing hydrogen by about 0.5 wt.%, then solution and martensite at a temperature 100K higher than the beta transformation point, and the hot rolling temperature was 923K and the dehydrogenation temperature was 873K, resulting in a均匀的细粒结构。但是，还发现，如果氢存储量为0.7 wt。％或更高，则组织均匀性将降低。从以上结果来看，可以大致了解通过水力发生方法的α+β型Ti-6AL-7NB合金的微观结构的条件。室温拉伸试验是在TI-6AL-7NB合金上进行的，该合金通过氢处理精细结构，结果是0.2％的强度为1318MPa，高强度约为30％。但是，由于伸长率在3％时略低，因此需要进一步优化水力发生条件。众所周知，在α+β型钛合金中，很少有晶体晶粒细化方法将晶粒尺寸降低至大量1μm，但已经发现，通过执行这种氢处理方法，可以获得合金的细晶所结构。