Дослідження впливу термообробки на структуру і властивості біосумісних стопів Ti–18Nb–$x$Si
О. М. Шевченко$^{1}$, Л. Д. Кулак$^{1}$, М. М. Кузьменко$^{1}$, О. Ю. Коваль$^{1}$, А. В. Котко$^{1}$, Н. В. Ульянчич$^{1}$, О. О. Півень$^{2}$, Т. П. Рубан$^{2}$, С. О. Фірстов$^{1}$
$^{1}$Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Академіка Кржижановського, 3, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, вул. Академіка Заболотного, 150, 03143 Київ, Україна
Отримано: 18.03.2021. Завантажити: PDF
Проведено дослідження литих стопів Ti–18Nb–$x$Si з вмістом кремнію від 0,6 до 1,2% ваг. Вивчали утворення силіцидів за різних умов термообробки (температури і витримки), їхній розподіл, динаміку росту та розчинення, а також вплив на твердість і біологічні властивості. Найбільше виділення силіцидів (Ti, Nb)$_3$Si відбувається в результаті евтектоїдного розпаду твердого розчину за 800–900°С. У процесі гартування в інтервалі температур $\leq$ 1000°С переважно на межі зерен і дефектах структури виділяються силіцидні частинки з розмірами > 0,05 мкм, які не впливають на рух дислокацій у випадку пластичної деформації. Тому за даних температур стопи не зміцнюються, їхня твердість є досить низькою. Витримка призводить до зростання розмірів силіцидів і подальшого зниження твердості. За вищих температур гартування за рахунок виділення на дефектах всередині мартенситних пластин більш дисперсних і твердих Ti$_5$Si$_3$ силіцидів спостерігається збільшення твердості як результат балансу між дисперсійним твердінням і зниженням твердорозчинного зміцнення, оскільки кремній у разі утворення силіцидів видаляється з розчину. Культивування клітин $in vitro$ на зразках стопів Ti–18Nb–$x$Si показало, що леґування кремнієм підвищує їхню біоактивність. Найбільшу проліферацію клітин спостерігали на стопі Ti–18Nb–1,2Si, що може свідчити про вплив на біосумісність силіцидів.
Ключові слова: структура стопів Ti–Nb–Si, силіциди, зміцнення, біосумісність.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v43/i07/0887.html
PACS: 61.72.sd, 64.75.Bc, 64.75.Nx, 81.30.Kf, 81.40.Cd, 81.40.Ef, 87.85.jj