ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НЕЛЕГИРОВАННОГО ТИТАНА И ТИТАНОВОГО СПЛАВА Ti6Al4V, ПОЛУЧЕННОГО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ПОСЛОЙНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ

Аннотация

Созданы биметаллические образцы на основе нелегированного титана и титанового сплава. Для устранения опасности попадания в организм человека токсичных элементов алюминия и ванадия при износе имплантата из наиболее распространенного материала для медицинских имплантатов – сплава Ti6Al4V – предлагается использовать биметаллические изделия, спроектированные таким образом, чтобы часть, взаимодействующая с живым организмом, была выполнена из нелегированного титана, а внутренняя часть – из высокопрочного титанового сплава, обеспечивающего высокие механические свойства. Технология послойного лазерного сплавления позволяет создавать подобные изделия в одном технологическом цикле. Цель статьи – комплексное исследование физико-механических свойств и структуры биметаллического материала (системы сплав Ti6Al4V – нелегированный титан), полученного с использованием технологии послойного лазерного сплавления. Проведена оптимизация режимов сплавления для достижения высоких механических характеристик. Показано, что значения прочностных характеристик при оптимальных режимах сплавления соответствуют показателям, характерным для нелегированного титана, – предел прочности при растяжении составил 860 МПа. Охрупчивания микросварного соединения биметалла не наблюдается: разрушение при растяжении происходит по наименее прочному компоненту – нелегированному титану. Металлографические исследования показали отсутствие микропор, микротрещин и других дефектов в зоне соединения двух материалов и прилегающих к ней областях. Таким образом, технология послойного лазерного сплавления позволяет создавать новый класс биметаллических медицинских изделий с высокими физико-механическими свойствами, обеспечивая при этом отсутствие контакта живых тканей с токсичными элементами.