ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОТВЕРДОСТИ И МИКРОСТРУКТУРЫ БИМЕТАЛЛА «НЕЛЕГИРОВАННЫЙ ТИТАН – ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ Ti6Al4V», ПОЛУЧЕННОГО МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОГО ЛАЗЕРНОГО СПЛАВЛЕНИЯ

Аннотация

Для обеспечения биоинертности и высоких физико-механических характеристик медицинских персонализированных изделий методом послойного лазерного сплавления созданы биметаллические образцы на основе титанового сплава Ti6Al4V и нелегированного титана. Методом растровой электронной микроскопии проведено исследование структуры области соединения материалов при использовании различных режимов сплавления. Показано, что в оптимальных режимах сплавления область соединения двух материалов не содержит дефектов. С использованием методов энергодисперсионного микроанализа растровой электронной микроскопии изучено распределение концентрации алюминия в биметалле вдоль линии ортогональной границы сплавления двух компонентов. Показано, что изменение концентрации Al в зависимости от расстояния до границы соединения двух материалов имеет двухстадийный характер: выделяются стадии медленного и быстрого изменения концентрации Al. Величина нанотвердости в переходной области уменьшается монотонно от средних значений 5,2 ГПа, характерных для сплава Ti6Al4V, до средних значений 3,8 ГПа, характерных для нелегированного титана. Показано, что ширина переходной зоны двух материалов существенно зависит от технологических параметров сплавления. Технология послойного лазерного сплавления позволяет создавать бездефектный биметаллический материал, характерной особенностью которого является наличие биоинертного внешнего слоя из нелегированного титана и высокопрочной внутренней части из титанового сплава Ti6Al4V. При этом конструкция биметаллических имплантатов должна иметь внешний слой из нелегированного титана толщиной не менее 700 мкм.