Beta-titanium biomedical alloy: effect of thermal processing on mechanical properties

A new betatitanium alloy (Ti-3Al-5V-6Cr-3Mo-3Zr) was investigated as a function of heat treatment to evaluate its mechanical properties. The cold drawn beta-titanium alloy was subjected to betaannealing as well as solution treatment and aging treatments. The mechanical properties were evaluated using MTS Landmark-servo hydraulic Universal Testing Machine. The beta-titanium alloy demonstrated an excellent combination of strength and ductility for both beta annealing and solution treatment and aging conditions. The influence of thermal treatments on microstructure was studied with HiRox digital microscope. The fracture morphology investigated revealed predominantly cup and cone/dimpled fracture surface features demonstrating excellent toughness in addition to high strength and low stiffness that are suitable for biomedical applications.

Badano wpływ obróbki cieplnej na właściwości mechaniczne nowego stopu betatytanu (Ti-3Al5V-6Cr-3Mo-3Zr). Ciągniony na zimno stop betatytanu poddano wyżarzaniu, a takze przesycaniu i starzeniu. Właściwości mechaniczne badano za pomocą uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej MTS Landmark-servo. Stop betatytanu wykazał doskonałe połączenie wytrzymałości i ciągliwości zarówno po wyżarzaniu, przesycaniu i starzeniu. Wpływ obróbki termicznej na mikrostrukturę badano przy użyciu cyfrowego mikroskopu HiRox. Badania morfologii przełomów wykazały głównie wgłębienia w kształcie kielicha i stożka co wskazuje na doskonałą twardość w połączeniu z wysoką wytrzymałością i niską sztywnością, które są odpowiednie do zastosowań biomedycznych.