Popis únavového chování UFG Ti pro biomedicínské aplikace

Abstract

Titan se díky své výborné korozivzdornosti a biokompatibilitě běžně používá v medicíně. Kvůli vyšším mechanickým vlastnostem v porovnání s čistým Ti se na namáhané součásti používají převážně jeho slitiny. Slitiny Ti se ale často legují prvky, které jsou pro lidské tělo toxické a zvyšují cenu výrobků z Ti. Hlavní pozornost současného vývoje je proto věnována zlepšení mechanických vlastností čistého Ti. Toho je možné docílit výrazným zjemněním zrna pomocí metod intenzivní plastické deformace. Cílem této práce je popsat únavové chování, včetně mechanismů iniciace a šíření únavových trhlin v ultrajemnozrnném Ti třídy 2. Po analýze mikrostruktury byly provedeny únavové zkoušky se symetrickým zátěžným cyklem. Pro určení mechanismů porušení ultrajemnozrnného Ti třídy 2 při cyklickém zatěžování byla vykonána fraktografická analýza porušených těles. Získané výsledky byly diskutovány s ohledem na Ti třídy 2 v hrubozrnném stavu.Titanium is thanks to its high corrosion resistance and biocompatibility widely used in medicine. Ti alloys are used due to their superior mechanical properties instead of pure Ti for load carrying components. Ti alloys are often alloyed with elements which are toxic for human body and further increase cost of Ti products. Main focus of current development is to create pure Ti with better mechanical properties. It can be done by reducing grain size by processes based on severe plastic deformation. The aim of this work is to evaluate fatigue properties as well as fatigue crack initiation and propagation mechanism of Ti grade 2 with the ultrafine grained structure. After microstructure analysis, fatigue tests with symmetrical loading were executed. Fracture surfaces of ultrafine grained Ti grade 2 were observed after fatigue tests for identification of failure mechanism. Results were compared with those for course-grained Ti grade 2.