AEM | 西安科技大学李玉华、昱华先进材料研究院刘玉敬团队：时效处理对Ti-13Nb-12Ta-10Zr-4Sn合金强度和耐蚀性的影响

本研究针对Ti-13Nb-12Ta-10Zr-4Sn近β型医用钛合金，通过800℃固溶及450℃/550℃时效处理，系统研究了时效温度对合金微观组织、力学性能及耐腐蚀行为的影响。背景：传统Ti6Al4V合金存在Al、V生物毒性和高弹性模量引发的应力屏蔽问题，急需开发无毒、低模量、高性能的β型钛合金。研究目的：通过精准时效热处理调控铸造合金的相比例与组织，实现强度、弹性模量与耐蚀性的协同优化。结论：550℃时效处理后，合金抗拉强度达921 MPa（提升51%），屈服强度达819 MPa（提升93%），弹性模量降至68 GPa；同时钝化膜电阻提升123%，腐蚀电流密度降至70.68 nA/cm²。组织分析表明，强度提升源于α″马氏体的析出强化与位错塞积，而耐蚀性增强则归因于β相晶格致密化及更厚、更均匀的钝化膜形成。该研究为开发兼具高强、低模与优异耐蚀性的无毒医用钛合金提供了重要的工艺参考。