[发明专利]一种兼具低弹性模量和高强度的β型Zr‑Ti‑Nb‑Ta‑Sn系合金及其制备方法在审
| 申请号： | 201710206041.X | 申请日： | 2017-03-31 |
| 公开（公告）号： | CN107090554A | 公开（公告）日： | 2017-08-25 |
| 发明（设计）人： | 郭顺;商铫;郑琦;田恬;程晓农 | 申请（专利权）人： | 江苏大学 |
| 主分类号： | C22C16/00 | 分类号： | C22C16/00;C22C1/02 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 212013 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | 本发明提供了一种兼具低弹性模量和高强度的β型Zr‑Ti‑Nb‑Ta‑Sn系合金及其制备方法，使用以下种类及重量百分比的原料通过合金熔炼制备而成，钛20.5％～27.0％，铌3.5％～13.5％，锡2.5％～6.5％，钽0.5％～2.5％，其余为锆，且锆的重量百分比＞50％，所述β型Zr‑Ti‑Nb‑Ta‑Sn系合金具有单一β相的晶相结构，拉伸弹性模量为38～45GPa、拉伸强度为580～620MPa。本发明制备合金所用原料均为无细胞毒性元素；避免了Mo和V等元素存在细胞毒性的问题，其拉伸弹性模量与人骨的弹性模量近似，能有效缓解由植入体与人骨之间弹性模量不匹配诱发的植入失效；同时具有较高的拉伸强度，能够广泛应用于生物医用植入材料等领域。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 兼具 弹性模量 强度 zr ti nb ta sn 合金 及其 制备 方法 | ||
【主权项】：
一种兼具低弹性模量和高强度的β型Zr‑Ti‑Nb‑Ta‑Sn系合金，其特征在于，使用以下种类及重量百分比的原料通过合金熔炼制备而成，钛20.5％～27.0％，铌3.5％～13.5％，锡2.5％～6.5％，钽0.5％～2.5％，其余为锆，且锆的重量百分比＞50％，所述β型Zr‑Ti‑Nb‑Ta‑Sn系合金具有单一β相的晶相结构，拉伸弹性模量为38～45GPa、拉伸强度为580～620MPa。
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- 一种β型Zr‑Nb‑Si系生物医用合金及其制备方法-201610142537.0
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- 2016-03-14 - 2018-01-23 - C22C16/00
- 本发明公开了一种β型Zr‑Nb‑Si系生物医用合金及其制备方法。所用原料组分及重量百分比为铌18.46%～18.79%，硅0.47～1.10%，余量为海绵锆。其制备方法是先按照各组分的重量百分比称取相应的原料，将原料充分混合，然后利用非自耗真空电弧炉进行熔炼，冷却得到组织均匀的合金铸锭。本发明的生物医用合金具有传统医用合金的优点，同时解决了传统医用合金在杨氏模量与人体自然骨骼不匹配的问题，有望解决替代材料因力学性能不匹配而对人体造成的损伤的问题。
- 一种医疗用Zr‑2.5Nb合金铸锭的制备方法-201610504184.4
- 尚金金;何永胜;罗文忠;张晓园;郑念庆;何涛;王玮东;赖运金;付宝全 - 西部超导材料科技股份有限公司
- 2016-06-30 - 2017-12-22 - C22C16/00
- 本发明公开了一种医疗用Zr‑2.5Nb合金铸锭的制备方法，具体为以核级海绵锆，与高纯Nb粉和高纯ZrO2为原料，采用混布料方法进行混料；将混好的物料压制为电极块，并采用非钨极氩气保护等离子箱将压制好的电极块焊接为自耗电极；采用真空自耗电弧炉对得到的自耗电极进行3‑5次真空熔炼，即得到医疗用Zr‑2.5Nb合金铸锭。本发明一种医疗用Zr‑2.5Nb合金铸锭的制备方法，通过合理的合金比例进行混料，对自耗电极进行多次真空熔炼并合理控制熔炼的工艺参数，能使Zr‑2.5Nb合金铸锭各组元成分充分合金化和均匀化，杂质元素含量低，铸锭质量水平较高。
- 一种提高金属锆塑性和力学性能的方法-201610555796.6
- 刘日平;夏超群;冯志浩;马明臻;张新宇;张世良 - 燕山大学
- 2016-07-14 - 2017-11-24 - C22C16/00
- 一种提高金属锆塑性和力学性能的方法，其主要利用真空非自耗电弧炉熔炼制备锆硼合金铸锭，硼的质量百分比为0.3～0.8，其余为Zr和不可避免的杂质，然后对合金铸锭进行轧制，轧制温度为800℃，采用多道次变形，每次压下量为2.5mm，合金的最终变形量达到75％，最终轧制厚度为6mm，最后一次变形后，空冷至室温，将经过轧制的合金进行最终的退火处理，在管式真空炉中用氩气保护加热，在600‑900℃的温度条件下保温1.5小时后随炉冷却到100℃以下从炉中取出进行空冷，制得锆硼合金。本发明工艺简单，有效地提高了金属锆的强度和塑性，其最佳室温抗拉强度比纯锆提高了28.64％，其最佳延伸率比纯锆提高了53.57％。
- 一种压水堆燃料组件用锆合金-201610246460.1
- 杨忠波;程竹青;彭倩;赵文金;陈勇;易伟;卓洪 - 中国核动力研究设计院
- 2016-04-19 - 2017-10-31 - C22C16/00
- 本发明公开了一种压水堆燃料组件用锆合金，按重量百分含量计，由下列成分组成Sn0.2‑0.6％，Nb0.1‑0.5％，Fe0.61‑0.85％，Cr或V0.1‑0.3％，Ce或Sb0.001‑0.1％，O0.09‑0.13％，C小于0.008％，N小于0.006％，余量为Zr。本发明通过对锆合金内的组成进行优化并对组成成分的含量作出调整，以提高合金的腐蚀性能，使本发明提供的合金性能满足核动力反应堆高燃耗对堆芯结构材料的要求。由这种原型合金制备的产品提高了在堆外纯水和氢氧化锂水溶液中的耐均匀腐蚀性能，提高了在高温蒸汽中的耐疖状腐蚀性能。
- 一种核动力堆芯结构材料用锆基合金-201610001961.3
- 程竹青;杨忠波;卓洪;赵文金;彭倩;易伟;邱军 - 中国核动力研究设计院
- 2016-01-06 - 2017-09-26 - C22C16/00
- 本发明公开了一种核动力堆芯结构材料用锆基合金，按重量百分含量计，由下列成分组成Sn0.1‑0.3%，Nb1.0‑1.35%，Fe0.01‑0.15%，V0.01‑0.2%，Ni或Bi或Ge0‑0.1%，Mn或Mo0‑0.1%，O0.06‑0.15%，C小于0.008%，N小于0.006%，余量为Zr及其它杂质。本发明在Zr‑Sn‑Nb合金基础上，添加了其他用于改善合金性能的元素成分，并选择了适当的组分含量，本发明提供的合金性能满足核动力反应堆高燃耗对堆芯结构材料的要求，由这种原型合金制备的产品提高了在堆外纯水和含硼含锂水溶液中的耐腐蚀性能。
- 一种高强度锆合金及制备方法-201511000330.1
- 刘日平;张治国;马明臻;张新宇;冯志浩;夏超群;张星;刘曙光 - 燕山大学
- 2015-12-25 - 2017-09-26 - C22C16/00
- 一种高强度锆基合金，它的化学成分原子百分比为Al6.0～12.0、Cr1.5～2.0，余量为Zr和不可避免的杂质；上述锆基合金的制备方法主要是将上述锆、铝和铬原材料清洗干净，放入真空非自耗电弧熔炼炉中进行常规熔炼，然后对合金铸锭进行轧制，轧制温度为850～900℃，采用多道次变形，每次压下量为2mm，合金的最终变形量达到60％，最终轧制厚度为5mm，最后将合金板放在马弗炉中保温1分钟后取出迅速浸入室温水中，待冷却后取出，将合金板的表层氧化皮打磨干净，制得高强度锆基合金。本发明的锆基合金成本低、强度高和塑性好，其抗拉强度在1190MPa～1430MPa，比传统锆合金的室温抗拉强度提高了一倍多。
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