رفتار مکانیکی آلیاژ نیکل - تیتانیم متخلخل ساخته شده به روش سنتز احتراقی حجمی برای استفاده در جراحی استخوان

در این مقاله خواص مکانیکی آلیاژ نیکل - تیتانیم متخلخل تولید شده به‌روش سنتز احتراقی حجمی (vcs) برای استفاده در جراحی استخوان بررسی شده است. رفتار تنش-کرنش آلیاژ از طریق آزمون کشش تک محوری مشخص شده، نمودار ابر کشسانی آلیاژ متخلخل با نمودار آلیاژ توپر سرد شده از دمای پایداری آستنیت مقایسه شده است. به‌علت حرکت نابجایی‌ها، افزایش تعداد محل‌های هسته گذاری و ریز شدن صفحات مارتنزیت در هنگام کار سرد، تغییر فرم پلاستیک و گلویی شدن آلیاژ با مواد عادی تفاوت اساسی دارد. تنش تسلیم و مدول الاستیک آلیاژ با درصد تخلخل آن رابطه غیرخطی دارد و از معادله‌های σ = 380 exp(–0.11p ) and = 2 + e 17.8 p – 1339.7 p 30 ,000 پیروی می‌کند. نمودارهای تنش- کرنش آلیاژ نشان می‌دهد که حتی با وجود 30 درصد تخلخل، نمونه می‌تواند قبل از شکستن بیش از 6 درصد تغییر طول دهد. مقایسه سطوح شکست نمونه‌های سنتز احتراقی با نمونه‌های متالورژی پودر نشان‌دهنده تاثیر شدید فرایند تولید بر مکانیزم شکست است.

Mechanical Behavior of Porous Ni Ti Alloy Produced by Bulk Combustion Synthesis Method for Bone Surgery

Mechanical property of porous nickel titanium alloy produced by volumetric combustion synthesis (VCS) for bone surgery applications is reported in this paper. Stress strain behavior of the alloy is determined by uniaxial tension test. Superelastic diagram of the porous alloy is compared with that of the solid material cooled from austenite stability temperature. Due to movements of the dislocations, growth of the nucleation sites and thinning of the martensite plates during cooling, plastic deformation and necking behavior of these materials are principally different from that of the ordinary materials. Elastic modulus and yield stress of the material have nonlinear relationship with porosity percentage and obey the following correlations σ = 380 exp(–0.11P ) and = 2 + E 17.8 P – 1339.7 P 30 ,000 The stress strain curves of the alloy show more than 6 percent elongation before rupture, even with 30 percent porosity. A comparison of the cleavage surfaces of the combustion synthesis sles with those of the powder metallurgical ones indicate great influence of production process on fracture mechanism.