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医用钛合金标准随着医学技术的不断发展，医用钛合金作为一种理想的外科植入材料，被广泛应用于骨科、牙科和心血管等领域。
为了确保医用钛合金的安全性和可靠性，各国纷纷制定了相关的标准，以规范其生产、加工和应用。
本文将介绍医用钛合金的标准要求及其在临床应用中的重要性。
一、医用钛合金的分类和标准要求1. 医用钛合金的分类根据其化学成分和机械特性的不同，医用钛合金可分为纯钛合金和合金钛合金两大类。
纯钛合金主要由纯度达到99%以上的钛元素组成，其具有良好的生物相容性和低密度等特点。
合金钛合金则是将纯钛与其他金属元素（如铝、锌、铌等）进行合金化处理而得到的，以提高其抗腐蚀性和力学性能。
2. 医用钛合金的标准要求（1）化学成分要求：医用钛合金应符合国际标准组织（ISO）和相关行业协会规定的化学成分标准。
例如，纯钛合金的含氧量应小于0.18%，含碳量应小于0.08%，而合金钛合金中各元素的含量和比例要符合特定的要求。
（2）力学性能要求：医用钛合金的力学性能是其在临床应用中非常重要的指标。
根据不同的应用需求，医用钛合金应具备合适的强度、韧度、塑性和延展性。
一般来说，其抗拉强度应在800 MPa以上，屈服强度应在700 MPa以上，延伸率应在10%以上。
（3）生物相容性要求：由于医用钛合金常常作为植入材料用于人体内，其生物相容性对于患者的健康至关重要。
医用钛合金应符合ISO 10993等相关标准要求，具备良好的生物相容性和低的毒性。
二、医用钛合金标准在临床应用中的重要性医用钛合金的标准对于确保其质量和安全性具有重要意义，其主要体现在以下几个方面：1. 产品质量控制：通过制定医用钛合金的标准，可以规范生产厂商的生产过程和质量控制体系，确保生产的钛合金材料符合规定的要求。
这样可以降低产品质量的差异性，提高产品质量的稳定性和可靠性。
2. 材料选择指南：医用钛合金的标准为临床医生提供了一份可靠的材料选择指南。
医生可以根据患者的具体情况和手术需求，选择符合标准要求的医用钛合金材料，以确保手术的成功和患者的安全。
钛合金的组织和分类
嘿，朋友们！今天咱们要来好好聊聊钛合金的组织和分类，这可真是个超级有趣的话题呢！
想象一下，钛合金就像是一个神秘的宝藏世界，里面有着各种各样奇妙的组织。
比如说，等轴组织，这就像是一群整齐排列的小士兵，坚守着自己的岗位，让钛合金有着稳定的性能。
再看看魏氏组织，哇哦，那简直就像一幅独特的画作，有着别样的美感和特点。
钛合金的分类也特别丰富多样呢！有α型钛合金呀，它就像是一位温柔而坚定的伙伴，有着很好的耐腐蚀性和高温稳定性。
这不就像我们身边那些总是很可靠的朋友嘛！还有β型钛合金，它呀，活力满满，有着超强的强度和韧性，这不就是那个随时都能爆发小宇宙的厉害角色嘛！
咱就说，在航空航天领域，钛合金可是大显身手呢！那些酷炫的飞机、火箭，要是没有钛合金，怎么能飞得那么高、那么快呢？这就好像没有翅膀的鸟儿怎么能翱翔天空呢！在医疗领域，钛合金也发挥着重要作用，用于制作各种医疗器械和植入物，帮助人们恢复健康，多了不起呀！
咱好好想想，要是没有钛合金的这些组织和分类，我们的生活得失去多
少精彩呀！钛合金真的是太神奇、太重要啦！所以说呀，我们要好好去了解它、研究它，让它为我们创造更多的奇迹和美好！
我的观点就是，钛合金的组织和分类是非常值得我们深入探索和研究的，它们有着巨大的应用潜力和价值，能给我们的生活带来更多的改变和进步！。
钛合金科技名词定义中文名称：钛合金英文名称：titanium alloy定义：以钛为基加入适量其他合金元素组成的合金。
耐海水腐蚀性优异。
所属学科：航空科技（一级学科）；航空材料（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布展开编辑本段发展史钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。
第一个实用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％～85％。
其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。
20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。
耐热钛合金的使用温度已从50年代的400℃提高到90年代的600～650℃。
A2(Ti3Al)和r（TiAl）基合金的出现，使钛在发动机的使用部位正由发动机的冷端（风扇和压气机）向发动机的热端（涡轮）方向推进。
结构钛合金向高强、高塑、高强高韧、高模量和高损伤容限方向发展。
另外，20世纪70年代以来，还出现了Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb等形状记忆合金，并在工程上获得日益广泛的应用。
目前，世界上已研制出的钛合金有数百种，最著名的合金有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn、Ti-2Al-2.5Zr、Ti-32Mo、Ti-Mo-Ni、Ti-Pd、SP-700、Ti-6242、Ti-10-5-3、Ti-1023、BT9、BT20、IMI829、IMI834等[2,4]。
编辑本段合金化钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。
钛合金知识［作者：本站点击次数：353 更新时间：2010-2-24 ］钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金。
钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为体心立方的β钛。
合金元素根据它们对相变温度的影响可分为三类：①稳定α相、提高相转变温度的元素为α稳定元素,有铝、碳、氧和氮等。
其中铝是钛合金主要合金元素，它对提高合金的常温和高温强度、降低比重、增加弹性模量有明显效果。
②稳定β相、降低相变温度的元素为β稳定元素，又可分同晶型和共析型二种。
前者有钼、铌、钒等；后者有铬、锰、铜、铁、硅等。
③对相变温度影响不大的元素为中性元素，有锆、锡等。
氧、氮、碳和氢是钛合金的主要杂质。
氧和氮在α相中有较大的溶解度,对钛合金有显著强化效果,但却使塑性下降。
通常规定钛中氧和氮的含量分别在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。
氢在α相中溶解度很小,钛合金中溶解过多的氢会产生氢化物，使合金变脆。
通常钛合金中氢含量控制在0.015％以下。
氢在钛中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。
钛合金的分类钛是同素异构体，熔点为1720℃，在低于882℃时呈密排六方晶格结构，称为α钛；在882℃以上呈体心立方品格结构，称为β钛。
利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（titanium alloys）。
室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。
中国分别以TA、TC、TB表示。
α钛合金它是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。
在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。
β钛合金它是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666 MPa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。
《先进难焊材料的连接》期末作业钛及钛合金的连接姓名： __________学号： ______班级： ____钛及钛合金的连接摘要：钛及钛合金由于密度小、强度高、耐热耐腐蚀性能优异而广泛地应用于航空航天、石化工、造船等部门。
目前高性能的飞机、坦克正在采用钛合金部件，而且在石油化工部门中钛合金部件使用的范围也正在逐渐扩大。
而钛合金在飞机及其发动机和石油化工部门上的应用，不可避免需要使用焊接手段进行连接，这对扩大钛合金的应用范围具有重要的意义。
本文主要是对有关钛及钛合金的连接做一定的综合评述。
关键词：钛及钛合金;焊接材料；焊接技术；应用及发展现状一、引言随着产业结构的变化和科学技术的发展，先进的焊接结构是降低材料消耗、减轻结构质量的有效途径, 各种焊接技术将有着广阔的应用前景。
钛及其合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性，在航空、航天、造船、化工等工业部门中得到广泛应用。
钛属于多晶形材料，基本上决定了钛合金焊接时的行为。
适于钛及其合金的焊接方法有很多，但对焊接方法的分类国内外各有差异，潘际銮等人把它分为3 大类：族系法、一元坐标法和二元坐标法。
而最常用的族系法又分为3 种：熔化焊接、固相焊接及钎焊。
钨极氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等熔化焊接方式在钛及钛合金的焊接中应用广泛，在钛及钛合金的焊接中，钎焊适于焊接受载不大或在常温下工作的接头，对于精密的、微型复杂的及多钎缝的焊件尤其适用。
其他焊接方法如：高频焊、爆炸焊、摩擦焊、扩散焊等随着焊件的具体焊接情况而采用相应地焊接方法。
二、钛及钛合金的分类及特点钛是一种具有机械和腐蚀性能优异的金属材料且强度大、密度小，仅为钢的57%，具有良好的热稳定性及低韧性。
同时因为钛对卤素化合物、有机酸氧化性酸类具有良好的耐蚀性在氯碱、尿素、硝酸生产中得到广泛的应用。
根据钛合金退火状态的室温组织钛合金可分为三种类型a型钛合金、（a + B）型钛合金及B型钛合金。
钛及钛合金的分类市场供货的钛产品主要有工业纯钛和钛合金两大类：一.工业纯钛：钛属于多晶型金属，在低于882℃为a晶型，原子结构呈密排六方晶格，从882℃至熔点都是B晶型，呈体心立方晶格。
工业纯钛在金相组织上呈现a相，如果退火完全的话，是大小基本相等等轴状单项晶格。
由于存在着杂质，所以工业纯钛中也存在着少量的B相。
基本上是沿着晶界分布。
工业纯钛按GB/—2007新标准共有九个牌号，TA1类型的有三个，TA2—TA4每个类型的各有两个，它们的差别就是纯度的不同。
从表中我们可以看出，从TA1—TA4每个牌号都有一个后缀带ELI的牌号，这个ELI是英文低间隙元素的缩写，也就是高纯度的意思。
由于Fe，C, N, H, O在a—Ti中是以间隙元素存在的，它们的含量多少对工业纯钛的耐腐蚀性能以及力学性能产生很大的影响，C,N,O固溶于钛中可以使钛的晶格产生很大的畸变，使钛的被强烈的强化和脆化。
这些杂质的存在是生产过程中由生产原料带入的，主要是海绵钛的质量。
要是想生产高纯度的工业纯钛钛锭，就得使用高纯度的海绵钛。
在标准中，带ELI的牌号在这6个元素含量的最高值均低于不带ELI 的牌号。
这些标准的修改是参照国际上或者说是西方国家的标准（我们国家的标准正在努力向西方国家靠拢，因为我们国家的很多基础工业还是比他们落后一些，很多老标准都是沿袭前苏联的），特别是在杂质的含量以及室温力学性能上各牌号的指标和国际上，以及西方国家基本上保持一致。
这个新标准主要是参照ISO（国际标准）外科植入物和美国ASTM材料标准（B265, B338, B348, B381, B861, B862, B863这七个标准）。
并且与ISO和美国的ASTM标准相对应，例如TA1对应Gr1, TA2对应Gr2, TA3对应Gr3, TA4对应Gr4。
这样有利于各个行业在选材和应用上明晰各国标准的参照，也有利于在技术和商贸上与国际上的交流。
表1 钛及钛合金牌号和化学成分钛TA4ELI 工业纯钛TA4 工业纯钛这个新标准的纯钛表上有两个问题值得注意，一是GB/—1994与GB/—2007相对照，原来的TA0变为TA1，原来的TA1变为TA2, 原来的TA2变为TA3,原来的TA3变为TA4，而原来的TA4变为TA28, 二是随着牌号的数字增加，这5个杂质元素的含量也在增加，也就意味着强度增加，塑性逐步下降。
这里还要注意的一点是，Fe,这个元素是作为杂质存在的，而不是作为合金元素特意加入的。
从GB/—2007标准中我们可以看出，TA1～TA4杂质元素含量逐步增加，但主要是Fe,和O这两个元素增量明显，C, N, H的增加不是很明显。
工业纯钛有别于化学纯钛，化学纯钛是用于科研机构进行纯金属某些特性的科学研究，而工业纯钛是直接在各行业应用的材料，同时比化学纯钛含有较多的上述5种杂质，工业纯钛的特性就是其强度不高，塑性好，易于加工成型，可以冲压.，焊接，机加工性能也较好，在各种氧化腐蚀的环境里具有良好的耐腐蚀特性。
所以在板材这个品种里大约70%以上的都是工业纯钛的，主要应用于化工行业的反应釜，压力容器的加工成型。
在这几个纯钛牌号中，应用最广泛的是TA1,，其次是TA2.。
讲到工业纯钛有一点大家必须明确，就是工业纯钛不能用热处理的办法提高强度，如果某一批号的纯钛的力学性能低了，别幻想着怎么处理一下让它合格，那是白费劲。
工业纯钛金相组织TA2 650℃退火 100X二.钛合金钛合金的分类据资料介绍，有多种分类法，比较常见的是以退火后的金相组织形态进行分类：1. 退火后基本组织是a相的，称为a型钛合金。
TA7 100X，是比较典型的a合金组织。
2. 退火后基本组织是a+B，但是以a 相为主的，称为近a型合金这是TA15完全退火后的组织，a含量能占到接近70%左右。
3. 退火后基本相a+B，两个相相近，称为a+B型合金，也可以称为a等轴+B转或者a初生等轴+B转或者a初生等轴+a魏氏+B残余这是TC4完全退火后的典型两相组织照片200X，是a+B各相都接近50%的形态。
这是TC11完全退火后的等轴a与B转各占近50%的金相照片。
TC21 100X a相占35%～45% 也是典型的a+B组织4. 退火后基本上是B相，但还有一定的a相的，称为近B型合金这是TB3 100X的金相组织，a相的含量较少。
5. 退火后基本全是B相的，称为B型合金Ti—40 (Ti—25V—15Cr)阻燃钛合金100X这些照片能给我们对钛及钛合金金相知识不多的人，会有一些初步的认识。
钛及钛合金牌号及退火后金相组织分类类型牌号与国外相近的牌号名义成分晶型金相组织特点工业纯钛TA1 BT1-00 工业纯钛a型a 单项组织TA1-ELI 工业纯钛TA1-1 BT-00CB 工业纯钛TA2 BT1-0 工业纯钛TA2-ELI 工业纯钛TA3 工业纯钛TA3-ELI 工业纯钛TA4 工业纯钛TA4-ELI 工业纯钛a合金TA5TA6 BT5TA7 BT5-1TA7ELI (ELI) (ELI) TA8 高氧TA8-1 低氧近a TA9 高氧a+B a+铝的含量多少进一步分类，主要有：1.工业纯钛2.a型钛合金3.低铝当量近a型钛合金（＜5）4.高铝当量近a型钛合金5.低铝当量马氏体a+B型钛合金(＜5)6.高铝当量马氏体a+B型钛合金7.近亚稳定B型钛合金8.亚稳定B型钛合金9.稳定B型钛合金这里要解释一下为什么把a+B钛合金称为马氏体钛合金，所谓马氏体就是指a+B 钛合金在淬火后的组织特点，而退火后的组织里是没有马氏体的。
在原始的B 相成分没有发生变化，但是晶体结构发生了变化的过饱和固溶体就是钛合金的马氏体，和钢铁中的马氏体有类似的特性。
因为在a+B钛合金中除了我们能看到的a（包括等轴的和片状的）以外，还有不少的B组织，只要B相中稳定B的合金元素超过某临界含量，都能够通过淬火保持到室温而不发生转变，B相淬火冷却时的马氏体转变开始温度Ms低于室温，只要冷却速度足够快，避免冷却过程中自B相中析出a相以及可能发生的共析分解，就能将高温相B保持到室温。
（例如亚稳定B合金和B合金，它们的稳定B相的元素含量都超过临界含量）。
但是，在许多a+B合金中B相中稳定B的合金元素含量低于上述的临界含量，由于B相的马氏体转变开始温度Ms高于室温，淬火冷却时高温相B就会部分或者全部（由B相的马氏体转变终了温度Mf低于还是高于室温而定）。
通过无扩散的马氏体型相变转变成马氏体a′(过饱和a固溶体)。
这个马氏体a′用金相显微镜是观察不到的，可以在电子显微镜看到，电子显微镜放大2000倍以上是轻易而举的。
还有一点需要指出的是，钢铁通过淬火而获得的马氏体具有很高的硬度，从HRC35到HEC70都可以，但是钛合金的马氏体却不能大幅度的提高硬把钛及钛合金中的杂质和有意加入的元素最常见的是十七个，它们是a.杂质 H, C, N, O, b. Alc. Mo V Co Ni Cr Mn CuFe W Si D, Sn, Zr（一）先说杂质C, N, O, H,. 1. ）H 在钛中是以间隙原子存在的，无论是在工业纯钛或者是钛合金中H 都是不受欢迎的，不论是铝合金，铜合金，镍基合金，还是钢铁中也都不希望有H 存在，因为都会产生氢脆。
H 的含量都是越低越好。
钛及钛合金可以说很害怕H 的，GB/新标准一般要求各个牌号H 的含量小于%，因为H 在a--钛中的固溶度是随着温度的下降而急剧下降，例如在320℃时达到%，在120℃时下降到不超过%, 含H 的钛在显微组织中会出现自a —Ti 中析出的氢化物TiH ，这是脆化相，虽然对静力学性能没有太大的影响，但是对冲击韧性却有明显和较大的影响，数据急剧下降，而且缺口效应增加了敏感性。
H 的含量对冲击韧性的影响纯钛中的氢化物（黑针）含H %但是在高纯钛粉的制造中，就利用H的特性，把钛料放入特殊的加热炉中，升温并通入高浓度的氢气，待一定时间后关气，降温，取出已经基本粉化的钛料，再用球磨机磨成细粉，就可以用在钛的粉末冶金上了。
H还有一个特殊的特性，就是它的可逆性，你在空气中加热钛材，或者经过酸洗，它会吸氢，而你在真空炉中加热一定时间氢可以从钛材中溢出来，用真空退火的办法可以把氢去除一部分，所以当我们某个产品的氢含量超出标准范围时，只要超的不多，就可以安排一次或几次真空退火，就可以合格了。
真空退火的条件是10ˉ3mm水银柱（10-3帕真空度），温度在700～900℃，时间1～6小时。
2.）C, N, O这三个元素首先要明确虽然是杂质，却是稳定a相的主要元素，它们也是呈间隙原子的形式存在于钛中的。
氧元素是随着加热温度的升高而吸收的浓度也升高。
但是却不能像H那样用真空退火的办法去除，真空退火对O来说，基本没有降低的作用。
下面举一个例子说明O在加热过程中对钛的Ti--679（近a合金）合金氧的玷污深度℃玷污深度（μm)15min 30min 60min 120min 900 29 41 57 80940 43 61 87 1221000 82 104 168 206抗氧化涂料，以保护材料不被O的玷污。
(二) Al这个元素在钛合金中是应用最广泛的元素，除了工业纯钛和TB7,TB11外，几乎没有那个钛合金牌号不含铝的。
在金属元素中它是唯一有效的a稳定元素。
不但比其他稳定a 的合金元素便宜，同时能对钛产生许多好的影响，因为铝能在钛合金中能降低熔点和提高B 转变温度，固溶入钛中能通过固溶强化而提高室温强度并且提高高温强度，所以含铝6%～7%的钛合金具有较高的热稳定性。
并能提高钛的再结晶温度而改善高温强度和蠕变抗力，铝还能增加材料的抗氧化能力和具有良好的焊接性。
并通过增加氢在a相中的固溶度而降低合金的氢脆敏感度。
由于铝的比重比钛还要小，有利于降低钛合金的比重而提高比强度。
AL既然这么好，能不能多加入一些呢？这里有一个Al的含量最大值一般不能超过7%，为什么呢？Al 量超过后容易在合金中产生有序化的a2.相，这个相会使合金的性能下降，为了控制某一类的合金含铝量，特别提出了铝当量的概念，具体计算公式是Al= Al%+1/3Sn%+1/6Zr%+1/2Ga%+10(O)%≤8%～9%（二）Mo, V, Co, Ni, Cr, Mn, Cu Fe, w, Si这十大元素都是稳定B相的，但它们有些元素在稳定B相同时也能稳定a相，只不过作用相对稳定B相来说弱一些，就稳定B相来说其中作用最强的是Fe, Mn, Gr，密度比Mo, W 小，所以应用广泛，是高强亚稳定B性钛合金的主要添加剂。
尤其是对室温力学性能的提高作用很明显，但这三个元素在钛合金作用中不利的方面是与钛形成慢共析反应，在高温长期工作条件下，组织不稳定，蠕变抗力低。
