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迄今为止,有色金属钛被认为是最适宜的生物医学金属材料。为了进一步挖掘纯钛材的应用潜力,扩大其在生物医学领域的应用,本文采用室温ECAP变形+旋锻的复合加工工艺制备超细晶纯钛材。利用OM、TEM、SEM以及热模拟等技术,研究室温ECAP变形+旋锻复合细化工艺对纯钛材组织及性能的影响、超细晶纯钛材的热稳定性及变形行为。主要研究内容及结果如下:通过组织观察,发现经2道次室温ECAP变形后,纯钛材(CP-Ti)的原始晶粒被拉长并碎化,晶粒显著细化,但变形组织仍不均匀。旋锻后的晶粒变得更加细小,组织均匀性明显提高,这也可通过试样横截面的硬度分布测试结果得以验证。通过单向拉伸测试实验,可知室温ECAP+旋锻复合加工后纯钛材的强度显著提高,达到生物医学领域对纯钛材的强度要求。室温ECAP+旋锻复合加工试样的不同温度退火实验表明,随着退火温度的升高,显微组织中的位错密度降低,材料的强度逐渐降低,塑性逐步改善。在400℃以下退火时,变形组织主要发生回复。在400℃及以上退火时,变形组织开始发生再结晶。对室温ECAP+旋锻后的超细晶纯钛材分别在298 K~723 K温度以10-5 s-1~100s-1变形速率进行热变形实验。实验结果表明,超细晶纯钛材的流变应力曲线表现为明显的三个阶段:加工硬化阶段、过渡阶段以及稳态流变阶段。流变应力对变形温度和应变速率非常敏感,其中变形温度对流变应力的影响更显著。进一步分析发现,应变速率越低或变形温度越高,复合加工纯钛材的应变速率敏感性指数m值也就越高。同一应变速率下,随着真应变的增大,温度敏感性指数ST值先增大后减小。当真应变小于0.1时,变形温度对流变应力的影响较大。当真应变大于0.1时,变形温度的影响逐渐减弱。