最新热处理原理及工工艺(____金属).ppt

1 热处理原理及工艺 材料科学与工程学院 2 课程性质 热加工原理 材料科学基础 热处理原理 铸造原理 焊接原理 锻造原理 材料类专业主干课程 3 课程内容 热处理原理 在加热和冷却时的组织转变 热处理工艺 正 退 淬 回火 固溶时效 其它热处理 表面淬火 化学热处理等 4 为什么要学习热处理 5 在机床制造中约60 70 的零件要经过热处理 在汽车 拖拉机制造业中需热处理的零件达70 80 热处理是一种重要的加工工艺 在制造业被广泛应用 模具 滚动轴承100 需经过热处理 6 7 主要性能 8 力 伸长曲线 9 怎样学习热处理 10 课程安排 原理42h 工艺30h 实验8h课程要求 课堂笔记 完成作业 认真听讲考核方法 期末 平时 作业 实验 出勤 笔记 课程安排及要求 11 金属热处理原理与工艺 王顺兴 哈尔滨工业大学出版社热处理工程基础 陆兴 机械工业出版社金属学及热处理 崔忠圻 机械工业出版社热处理原理及工艺 赵乃勤 机械工业出版社材料固态相变 徐洲 赵连城 科学出版社 12 热处理工艺的历史悠久 什么是热处理 吴山开 越溪涸 三金合冶成宝锷 淬绿水 鉴红云 五采焰起光氛氲 13 近代热处理工艺发展 14 15 热处理工艺分类 16 17 预备热处理与最终热处理 18 热处理与相图 19 Fe C合金相图 20 21 22 23 24 铁碳相图中PSK GS ES线分别用A1 A3 Acm表示 25 合金元素在钢中的作用 26 27 28 29 作业题 第1次 什么是热处理 目的和作用是什么 Fe C合金相图上那条线为A1 A3 Acm线 加热冷却通过该线有何相变 有A2线否 合金元素可分为几种 其在在钢中都有哪些作用 30 固态相变 金属和陶瓷等固态材料在温度和压力改变时 其内部组织或结构会发生变化 即发生从一种相状态到另一种相状态的转变 这种转变称为固态相变 纯组元 Cr Na固溶体 Al Mg 化合物 Cu3Au Al3Sc 1 晶体结构的变化 2 化学成分的变化 3 物质性质的变化 相的种类 相的变化 31 固态相变是金属材料热处理的基础 通过固态相变的热处理可改善材料的性能组织 强韧化材料 充分发挥材料的潜力 如 马氏体相变使钢淬火硬化 马氏体强化 过饱和固溶体的分解 时效强化 析出强化 反过来 固态相变理论的发展又推动了新材料和热处理实践的发展 固态相变的实际意义 32 相界面 33 图a第一类共格 图b第二类共格 共格 coherent 界面 34 两相沿平行于界面的晶向上的原子间距之差 错配度 35 半共格 semi coherent 界面 非共格 incoherent 界面 36 新相形状与体积应变能的关系 非共格界面时 体积应变能 新旧相比容 体积变化 应变能 37 弹性应变能的影响因素 完整晶体中相变产生的弹性应变能 新相和母相的比容差 新相和母相的弹性模量 新相的形状 38 讨论 T大 新相临界晶核rk 单位体积新相的表面积S 界面能 居主要地位 两相倾向形成共格或半共格界面 界面能 新相倾向形成盘状 前提 使界面能的降低足以超过由于形成共格或半共格界面所引起的应变能 T小 新相临界晶核rk 单位体积新相的表面积S 界面能 居次要地位 倾向形成非共格界面 应变能 比容差应变能 比容差不大 形成球状 界面能 比容差大 形成针状 兼顾两者 固态相变过程中 应变能与界面能以何者为主 39 惯习面和位向关系 40 晶体缺陷与成核 41 过渡相 指成分或结构 或者成分和结构二者都处于新相与母相之间的一种亚稳状态的相 过渡相 42 母相 新相 成分不同 某些组元的扩散 固态中原子的扩散速度远远低于液体原子 所以 原子扩散速度对固态相变影响很大 原子的扩散 43 1 相界面特殊2 面相变阻力大 弹性应变能作用3 存在位向关系与惯习4 晶体缺陷影响相变5 易产生过渡相6 原子的扩散慢 总结 金属固态相变特点 44 作业题 第2次 1 什么叫错配度 它与界面类型有何关系 2 界面能具体包括哪些 其产生的原因是什么 3 讨论固态相变过程中 应变能与界面能如何影响新相的形状 4 为什么固态相变过程中易于出现过渡相 5 总结固态相变的主要特点 6 钢加热或冷却到相图的A1 A3 Acm时是否发生相变 为什么 45 一级相变 46 Cp 热容 压缩系数 膨胀系数 二级相变 47 相图上一级相变与二级相变的区别 48 纯铁的同素异构转变 49 具有脱溶沉淀的二元合金平衡状态图 50 具有共析相变的二元合金平衡状态图 51 Fe Fe3C相图的伪共析区 52 53 相变的实质是相结构 成分或有序化程度发生变化 相变可以兼有上述相变类型的一种或几种 如 马氏体相变是非扩散相变 新旧相成分相同 结构不相同 珠光体相变是扩散相变 新旧相成分不相同 结构不相同 非平衡相变 有核相变 平衡相变 有核相变 相变分类小结 54 r 均匀形核 令 得 当 Gv一定时 固态相变比液 固相变要困难 需要大过冷度 55 均匀形核 固态原子的扩散激活能Q较大 固态相变的弹性应变能又进一步增大形核功W 所以 与液态结晶相比 固态相变的均匀形核率要低得多 56 晶体缺陷与成核 57 晶界类型 界面 界棱 界隅晶界形核时的能量变化提供的能量 结论 界隅形核的最容易 界面 界棱 界隅 晶界形核 58 释放能量提供成核驱动力凝聚成位错加速扩散过程 空位机制 空位及空位集团形核 59 作业题 第3次 1 何谓一级相变和二级相变 其性质各有何特点 2 固态相变的相变驱动力和阻力有哪些 3 为什么固态相变比液 固相变需要更大的相变驱动力 4 为什么固态相变过程中更倾向于在晶体缺陷处形核 60 马氏体转变的均匀切变 61 相界面上位错的滑动 62 非共格界面的可能结构 63 原子由 向 迁移的频率 原子由 向 迁移的频率 母相 新相 无成分变化的新相长大 64 设单原子层厚度为 则界面迁移速率为 65 新相的长大必须通过溶质原子的长程扩散来实现 故其长大速度受原子的扩散所控制 有成分变化的新相长大 66 单位面积内 dt时间内界面推进dx距离 扩散流量相等 移相后 界面迁移速度为 67 坐标系中 S曲线为直线 拟合后得到Avrami方程 转变量 时间 常数 指数 等温转变动力学曲线 68 Temperature Time TransformationCurve TTT图 曲线 等温转变动力学图 69 作业题 第4次 1 固态相变的过程中形核和长大的方式是什么 2 固态相变的晶核长大控制因素有哪些 结合过冷度进行具体讨论 3 扩散型相变和非扩散型相变的本质区别是什么 为什么有些新相与母相成分相同的相变还属于扩散型相变 4 画出等温转变动力学曲线 说明其转变特点 70 纯铁的同素异构转变 71 a刚球模型b质点模型c晶胞原子数 面心立方晶胞 72 单胞原子数 Fe 6 1 2 8 1 8 4 C 1 1 4 12 4 中理论上的最大含碳量 73 74 奥氏体的长大 75 作业题 第5次 1 奥氏体中 碳原子占据晶胞中的八面体间隙 计算理论上奥氏体最大含碳量 2 为什么奥氏体实际最大含碳量低于理论值 3 珠光体加热时 为什么 和Fe3C界面是形核的有利地点 4 分析奥氏体形核后的长大机理 并说明C C k C C k各有何含义 5 画出P 转变的动力学图 1 4线各是什么线 各区分别是什么组织 76 作业题 第6次 1 名词解释 初始晶粒度 实际晶粒度 本质晶粒度2 分析合金元素影响奥氏体形成速度原因 3 什么是本质细晶粒钢 为什么超过一定温度后本质细晶粒钢的晶粒反而变得粗大 4 以共析钢为例说明奥氏体的形成过程 非共析钢的奥氏体形成与共析钢有何不同 5 哪些因素影响 的晶粒度 研究 的晶粒度有何意义 77 珠光体的形成 78 珠光体的形核与长大 79 吉布斯 汤姆效应 粒状珠光体的形成 小 溶质含量高大 溶质含量低 界面曲率半径 思考 片状P形成后 在A1温度下加热 片状P是否可否变成粒状P 80 作业题 第7次 1 名词解释 珠光体 伪共析组织2 画出两种形态的珠光体组织示意图 同时说明其组织和性能特点 3 列表总结片状珠光体的形成温度对片层间距及性能的影响 4 珠光体的片成间距与过冷度有何关系 为什么温度越低 片层间距越小 5 叙述珠光体在奥氏体中形核后的长大机制 6 说明伪共析组织的特点 形成条件 原因及应用 81 块状与网状铁素体 网状的先共析渗碳体 先共析相形态 82 铁素体魏氏组织渗碳体魏氏组织 魏氏组织 由针状的先共析相及其间的珠光体组成的复相组织 影响 严重恶化钢的性能 消除 正火 退火 锻造 细化晶粒 魏氏组织 83 P转变动力学曲线 珠光体转变动力学 P转变动力学图 有独立的转变C曲线 84 过冷奥氏体等温转变曲线又称TTT图 或C曲线 综合反映了过冷奥氏体在冷却时的等温转变温度 等温时间和转变量之间的关系 TTT TemperatureTimeTransformation 过冷奥氏体等温转变动力学图 85 1 将一系列试样加热奥氏体化 2 在A1点下不同温度保温间 3 淬水冷却 固定转变产物 4 确定各温度下的动力学曲线 不同温度下 转变量与时间关系 5 变换坐标为温度 时间 建立等温转变动力学图 过冷奥氏体等温转变动力学图 实验步骤 86 87 共析碳钢TTT曲线建立过程示意图 A1 88 金相硬度法奥氏体和转变产物的金相形态和硬度不同 膨胀法奥氏体和转变产物的比容不同 磁性法及电阻法奥氏体为顺磁性 转变产物为铁磁性 C曲线的测定方法 89 共析碳钢TTT曲线的分析 稳定的奥氏体区 过冷奥氏体区 A向产物转变开始线 A向产物转变终止线 A 产物区 产物区 A1 550 高温转变区 扩散型转变 P转变区 550 230 中温转变区 半扩散型转变 贝氏体 B 转变区 230 50 低温转变区 非扩散型转变 马氏体 M 转变区 90 作业题 第8次 1 获得粒状珠光体的条件是什么 将钢加热至两相区和低于A1线时能否获得粒状珠光体 球化的机理是什么 2 画出平衡态C 1 2 的碳钢的室温下组织示意图 并完成以下内容 1 计算室温下P和Fe3C 的相对含量 2 设计热处理以消除网状Fe3C 3 何谓魏氏组织 其有何危害 如何消除魏氏组织 4 叙述在何种成分 温度 晶粒尺寸等条件下容易得到对魏氏组织 5 阐述合金元素对 P转变产生影响的机理有哪些 6 画出共析钢等温转变C曲线 并对各线 区进行标注 91 91 a 亚共析钢b 过共析钢 非共析钢的C曲线 92 92 合金元素对C曲线的影响 93 94 95 95 C曲线的类型 碳钢以及含有Si Ni Cu Co等合金元素的钢均属于此种 其鼻尖温度约为500 600 实际上是由两个邻近的C曲线合并而成 第一种 具有单一的 C 形曲线 96 96 第二种和第三种 曲线呈双 C 形 使贝氏体转变温度范围下降 或使珠光体转变温度范围上升的合金元素 如Cr Mo W V等 97 在含Mn Cr Ni W Mo量高的低碳钢中 扩散型的珠光体转变受到极大阻碍 因而只出现贝氏体转变的C曲线 第四种 只有贝氏体转变的C曲线 98 常出现于中碳高铬钢中 第五种 只有珠光体转变的C曲线 99 又称CCT图或CT图 过冷奥氏体连续转变图 CCT ContinuousCoolingTransformation 共析钢的过冷奥氏体连续冷却转变图 100 作业题 第9次 1 为什么冷却 P等温转变图 C曲线 有拐点 鼻子尖 而加热P 等温转变图没有拐点 2 根据共析钢等温转变C曲线 说明随过冷度增加过冷奥氏体所发生那三种类型的转变 其在相变驱动力和原子扩散性上有何特点 3 画图并说明非共析钢的C曲线与共析钢C曲线有何不同 4 碳含量和合金元素对C曲线有何影响 5 画图并说并C曲线的五种类型及其成因 101 6 共析钢C曲线和冷却曲线1 2 3 4如图所示 指出图中各点的组织 102 共析碳钢TTT曲线与CCT曲线的比较 103 出现先共析F析出区和贝氏体转变区 图0 30 C钢连续冷却转变曲线奥氏体化温度 930 时间 30min 亚共析钢CCT图 104 105 过共析钢CCT图 106 107 一个奥氏体晶粒内可形成几个取向不同的马氏体束 板条群 在光镜下板条马氏体为一束束的细条组织 板条束 每束内条与条之间尺寸大致相同并呈平行排列的板条 板条马氏体 立体形态为细长的扁棒状 108 在电镜下 板条内的亚结构主要是高密度的位错 1012 cm2 又称位错马氏体 SEM TEM 109 立体形态为双凸透镜形的片状 显微组织为针状 在电镜下 亚结构主要是孪晶 又称孪晶马氏体 片状马氏体 110 作业题 第10次 1 教材93页第1题 2 教材93页第2题 3 教材93页第3题 4 画出共析钢连续冷却转变动力学图 并说明临界冷却速度如何影响组织 5 两块C 0 4 的钢 分别加热至AC1 30 AC3 30 淬火时 Ms点有何不同 为什么 6 什么是马氏体 马氏体的过饱和程度用什么参数衡量 111 板条马氏体和片状马氏体对比 112 113 马氏体的形态主要取决于其含碳量C 小于0 2 时 组织几乎全部是板条马氏体 C 大于1 0 C时几乎全部是针状马氏体 C 在0 2 1 0 之间为板条与针状的混合组织 114 奥氏体和马氏体两相自由能差达到相变所需最小驱动力值时的温度 Ms点的物理意义 115 作业题 第11次 1 概念解释 1 正方度 2 隐晶马氏体 3 奥氏体稳定化2 画出钢中两种典型形态M的组织示意图 说明组织形态特点 3 哪些因素影响马氏体的形态和亚结构 4 为什么钢淬火后都有残余奥氏体产生 哪些因素影响AR含量 5 合金元素对钢的Ms Mf点有何影响 为什么 6 说明M高强度 高硬度原因 为什么板条M的塑 韧性好于片状M 7 两块C 0 4 的钢 分别加热至AC1 30 AC3 30 淬火时 各得到何种形态的马氏体 何者AR的量与M的相比较多 为什么 8 粒状珠光体组织T12钢 含碳1 2 分别加热到AC1 30 和ACm 30 淬火后各得到什么组织 何者AR的量与M的相比较多 为什么 9 平衡态组织的T12钢 最终若要获得隐晶马氏体 需如何安排热处理工序 画出各步热处理的组织示意图并注明温度 116 117 原子的无扩散性 最本质的特征 相变切变共格性 晶体学特征 组织的特征 动力学特征 马氏体转变的基本特征 118 1 通常在一个温度范围内形成 马氏体转变量是温度的函数 一般与等温时间无关 119 2 表面浮凸和切变共格性 马氏体相变时 钢中马氏体相变大约产生3 4 的体积应变 同时伴有点阵畸变 马氏体的部分发生了宏观切变 并使周围基体产生变形 表面发生倾动 这种现象称为表面浮凸 马氏体和奥氏体之间界面上的原子是共有的 既属于马氏体 又属于奥氏体 这种界面为切变共格界面 它是以母相的切变来维持共格关系的 故称为第二类共格界面 120 3 特定的位向关系 三种 K S关系 G T关系 西山关系 位向关系 121 4 惯习面及其不变性 马氏体总是在母相的特定的晶面上形成 该面称为惯习面 以母相的晶面指数表示 在马氏体长大过程中惯习面既不畸变也不转动 为不变平面 122 123 0 5 C 惯习面为 111 晶体学位向关系符合K S关系 0 5 1 4 C惯习面为 225 晶体学位向关系为K S关系 1 5 1 8 C惯习面为 259 晶体学位向关系为西山关系 随形成温度的下降 由 225 变为259 小结 马氏体惯习面 位向与含碳量关系 124 5 原子无扩散性 相变前后两相成分不变 只有晶体结构改变 没有原子的扩散 是非扩散型相变 相变过程中原子是集体运动 原子邻近关系不变 之间相对位移不超过一个原子间距 实验证据 钢中奥氏体通过点阵切变改组转变为马氏体 马氏体相变可在相当低温下以极快的速度进行 125 6 马氏体相变的可逆性 母相向马氏体相转变开始 终了温度称为Ms Mf 马氏体向母相逆转变开始 终了温度称为As Af 1 相变特征温度 冷却时 M Ms Mf 加热时 M As Af 2 相变滞后温度 As Ms 126 马氏体转变的形核理论 均匀形核模型位错圈核胚模型应变形核模型 127 1 均匀形核模型 设在奥氏体基体上马氏体晶核为盘状 厚度为2C 半径为r 界面能和体积应变能为相变阻力 通过计算引起的自由能变化得出铁基合金中 临界形核功 G 是实测值得104倍 形核率I接近0 证明均匀形核很难进行 128 2 位错圈核胚模型 由fcc bct转变的铁基马氏体相变中 Frank最早提出位错晶胚模型 借助于界面上一组位错可以使fcc和bct马氏体点阵之间的错配度减至最小 位错晶胚模型 129 K D模型 Kaufman和Dehlinger根据Frank界面模型 设想马氏体晶胚为薄扁圆片 其周围有一系列大小不等的位错圈环绕 位错圈在冷却过程中向外扩展 直到形成马氏体片 130 3 应变形核模型 母相中复杂缺陷如位错圈和较大第二相粒子周围存在应变区 应变区形成马氏体核胚 核胚与母相界面为位错 应变场和核胚交互作用时位错移动 核胚长大 缺陷处的应变能释放出来 形核区域 缺陷 的应变能超过经典形核理论的临界形核功 131 1 贝茵机制 Bain模型1924年E C Bain提出由奥氏体面心立方晶胞转变为马氏体的体心正方晶胞的模型 通过沿晶轴膨胀 收缩的方法把一种晶格转变为另一种晶格的简单畸变称为 贝茵畸变 马氏体转变的切变模型 132 2 K S均匀切变模型 第一次均匀切变 主切变 第二次均匀切变 晶格调整 133 134 3 G T机制切变模型 1949年A Greninger和 R Troiano研究Fe 22Ni 0 8C合金单晶马氏体转变的晶体学关系 提出 两次切变 的马氏体转变机制 简称为G T机制 G T机制比以前提出的机制较为完善 它既可说明马氏体转变时结构的变化和取向关系 又联系了惯析面和浮凸效应 但不能解释碳钢 1 4 C 马氏体转变的取向关系 135 第一次切变为宏观均匀切变 发生宏观变形 产生表面浮凸 并发生点阵改组 形成马氏体点阵结构 136 第二次切变为微观不均匀切变 也称为晶格不变切变 可以是滑移 也可以是孪生 切变的结果 无宏观变形 晶格不变 同时 降低了应变能 应力松弛 在马氏体内产生位错或孪晶亚结构 137 138 形状记忆效应 具有一定形状的固体材料在某一低温状态下发生塑性变形后 经过加热到某一温度之上 能够恢复到初始形状 这种现象就叫做形状记忆效应 初始形状 拉直 加热后恢复 热弹性马氏体与形状记忆效应 139 记忆起始态 固定变形态 恢复起始态 物理因素 热能 光能 电能和声能等 化学因素 酸碱度 螯合反应和相变等 外部刺激 140 141 单程形状记忆效应 材料在高温下制成某种形状 在低温相时将其变形 再加热时恢复为高温相形状 而重新冷却时不能恢复低温相时的形状 双程形状记忆效应 材料加热时恢复高温相形状 冷却时恢复低温相形状 即通过温度升降自发可逆地反复高低温相形状的现象 全程形状记忆效应 材料加热时恢复高温相形状 冷却时变为形状相同而取向相反的高温相形状 目前只在富镍的Ti Ni合金中发现 形状记忆效应的3种形式 142 具有马氏体逆转变 且Ms与As相差很小的合金 将其冷却到Ms点以下 马氏体晶核随温度下降逐渐长大 温度回升时马氏体片又反过来同步地随温度上升而缩小 这种马氏体叫热弹性马氏体 热弹性马氏体相变 143 144 相变伪弹性 超弹性 应力弹性马氏体形成时会使合金产生附加应变 去除应力后 马氏体消失 应变也随之回复 这种现象称为伪弹性或超弹性 145 形状记忆效应与超弹性出现条件的模式图 146 已发现的形状记忆合金种类很多 可以分为镍 钛系 铜系 铁系合金三大类 近年发现一些聚合物和陶瓷材料也具有形状记忆功能 其形状记忆原理与合金不同 还有待于进一步研究 目前已实用化的形状记忆材料只有Ti Ni合金和铜系形状记忆合金 形状记忆合金 147 SMA可做成形状恢复元件 动作元件和拟弹性元件 在很多领域具有广泛的应用前景 形状记忆合金的应用 148 美国已在喷气式战斗机的液压系统中使用了10多万个这类接头 至今未有漏油或破损 脱落等事故 这类管接头还可用于舰船管道 海底输油管道的修补 代替在海底难以进行的焊接工艺 1 连接紧固件SMA连接件结构简单 重量轻 所占空间小 并且安全性高 拆卸方便 性能稳定可靠 管接头是SMA最成功的应用之一 149 图4 1Ni Ti Nb宽滞记忆合金管接头与传统连接的比较 150 图4 2记忆合金同轴电缆紧固圈 美国Rachem公司研制生产了Ni Ti Nb宽滞后记忆合金同轴电缆紧固圈 由丝材焊接而成 表面涂有一层可随温度改变颜色的化学涂料 安装前可在常温下保存 安装时用小型加热器加热到涂料改变颜色即可 这种紧固圈在美国通信工程和信号装置中已广泛应用 与其它机械紧固法相比 体积小 重量轻 安装方便 连接无漏丝 安全可靠 151 图形状记忆合金紧固铆钉 工程中常用铆钉和螺栓进行紧固 但有时候操作困难 例如在密闭真空中很难进行操作 可以用SMA紧固铆钉方便的实现紧固 尾部处理成记忆开口状 紧固前 把铆钉在干冰中冷却后把尾部拉直 插入被紧固件的孔中 温度上升产生形状恢复 铆钉尾部叉开实现紧固 152 2 飞行器用天线 图4 3人造卫星天线的示意图 由Ti Ni合金板制成的天线能卷入卫星体内 当卫星进入轨道后 利用太阳能或其它热源加热就能在太空中展开 153 图4 4形状记忆合金月面天线的自动展开示意图 美国字航局 NASA 利用Ti Ni合金加工制成半球状的月面天线 先加以形状记忆热处理 压成一团 阿波罗运载火箭送上月球表面 小团天线受太阳照射加热恢复原状 即构成正常运行的半球状天线 用于通讯 154 3 驱动 控制元件利用记忆合金在加热时形状恢复力可对外作功的特性 制成各种驱动元件 这种驱动机构结构简单 灵敏度高 可靠性好 记忆合金马达蚂蚁人 形状记忆合金的驱动能力 600MPa 155 图4 5记忆合金空间有用载荷释放机构 安装前 记忆合金驱动器被轴向压缩 释放时 加热记忆合金驱动器 驱动器恢复原长而产生足够的轴向拉力拉断缺口螺栓 使有用载荷释放 1994年2月3日 美国在Clementine航天器上 用该机构在15s内成功释放了4只太阳能板 156 图4 6形状记忆温控阀 SMA温控阀原理 当温度升到一定温度时 形状记忆弹簧克服偏压弹簧的压力 产生位移打开阀门 当温度降低时 偏压弹簧压缩形状记忆弹簧 使阀门关闭 目前 我国已在热水器等设备上装有Cu Zn Al记忆元件 157 机械手柔性三维运动 158 自动开闭百叶窗 温室窗自动开闭机构 159 太阳尾随装置 160 4 医学应用医学领域的记忆合金除了具备所需要的形状记忆或超弹性外 与生物体接触后会形成稳定性很强的钝化膜 在现有的SMA中 仅有TiNi合金满足条件 是目前医学上使用的惟一的记忆合金 我国率先于20世纪80年代初 成功将TiNi合金应用于临床 最早在口腔和骨科得到应用 其后推广到医学各领域 我国在临床应用上处于国际领先水平 腔内支架血液过滤器骨外科治疗其它 牙科 外科整形 人造关节等 161 图4 7Ti Ni合金做成的薄板型牙根结构 在牙齿矫形手术中 传统使用不锈钢和Co Cr合金丝 后用Ti Ni加工硬化后的合金 超弹性 取代不锈钢丝 1978年 1984年日本采用Ti NiSMA成功研制出薄板结构型牙根 低温下使牙根端部合并 埋入颚骨后 用高频感应热或在口腔内灌入热生理盐水 使Ti NiSMA上升到42度 这时牙根端部向两侧张开30 其结合力比原来方法提高了40 162 图4 8Ti Ni形状记忆合金锯齿臂环抱内固定器 a 环抱器由体部 臂部和锯齿部组成 b 环抱器横截面c 圆柱形环抱器 上 圆锥形环抱器 下 1994年 有人研制出上图内固定器用于治疗长管骨折 这种环抱器具有良好的抗弯和抗扭作用 对压缩应力的对抗作用明显低于接骨板 有利于促进骨折愈合和减小固定后骨质疏松 为长骨干骨折提供了一种新的有效治疗手段 163 形状记忆合金套管连接的铝合金假肢 形状记忆合金制成的血凝过滤器 164 医用腔内支架的应用原理示意图 预压缩受热扩张后植入腔道内效果 165 腔内支架临床应用实例 消化道内支架血管内支架胆道内支架 166 记忆金属 食道架能在喉部膨胀成新的食道 必要时只要向食道里加上冰块 食道 又会遇冷收缩 从而可轻易取出 使失去进食功能的食道癌患者提高了生活质量 167 女性内衣热水控温阀烟灰缸眼镜架咖啡壶 5 日常生活 168