Ti6A14V與CoCrMo合金在血清溶液中的扭動微動腐蝕行為研究.pdf

1、扭動微動是指在法向載荷作用下接觸副間發(fā)生的往復(fù)的微小幅度的相對扭動。作為四種基本微動運(yùn)行模式之一的扭動微動，對其的相關(guān)研究極少，尤其是在微動腐蝕條件下。因此，本研究具有探索未知的科學(xué)意義，不僅豐富和發(fā)展了微動摩擦學(xué)的基本理論，而且對于認(rèn)識人工關(guān)節(jié)的損傷失效機(jī)理，也有一定的參考價(jià)值。
　　本論文選用Ti6Al4V與ZrO2球、CoCrMo合金與CoCrMo球配副作為研究對象，在小牛血清溶液中對其進(jìn)行了的扭動微動腐蝕試驗(yàn)研究。通過對動

2、力學(xué)特性和腐蝕電化學(xué)行為分析，結(jié)合表面輪廓儀、三維輪廓儀、光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和電子能譜(EDX)等手段，系統(tǒng)地研究了Ti6Al4V和CoCrMo合金的扭動微動腐蝕的運(yùn)行與損傷行為。獲得的主要結(jié)論如下：
　　1.Ti6Al4V合金分別在純水、血清溶液和CoCrMo合金在血清溶液中的T-θ曲線隨著扭動角位移幅值的增大分別呈現(xiàn)直線型、橢圓型和平行四邊形型，分別對應(yīng)部分滑移區(qū)、混合區(qū)和滑移區(qū)；結(jié)合磨痕OM形貌分析

3、，建立了Ti6Al4V合金和CoCrMo合金在血清溶液中的扭動微動運(yùn)行工況圖。在相同法向載荷和扭動角位移幅值情況下，Ti6Al4V合金在純水溶液中產(chǎn)生的塑性變形最大，損傷最嚴(yán)重，CoCrMo合金在血清溶液中的損傷最輕微。
　　2.在相同法向載荷和扭動角位移幅值情況下，Ti6Al4V合金在純水溶液中的摩擦扭矩最大，Ti6Al4V合金在血清溶液中的次之，CoCrMo合金在血清溶液中的摩擦扭矩最小。
　　3.在相同法向載荷和扭動角

4、位移幅值情況下，Ti6Al4V合金在血清溶液中的腐蝕電位在扭動試驗(yàn)階段產(chǎn)生的負(fù)移和腐蝕電流值上升幅度，比CoCrMo合金在血清溶液中產(chǎn)生的大，產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕要嚴(yán)重。
　　4.在部分滑移區(qū)，Ti6Al4V合金分別在純水、血清溶液以及CoCrMo合金在血清溶液中的損傷機(jī)理均為輕微的磨粒磨損。在混合區(qū)，Ti6Al4V合金在純水溶液中的損傷機(jī)理為磨粒磨損、剝落以及輕微的氧化磨損；Ti6Al4V合金在血清溶液中的損傷機(jī)理為磨粒磨損、氧化磨

5、損、剝落以及一定的材料轉(zhuǎn)移，伴隨電化學(xué)腐蝕，COCrMo合金在血清溶液中的損傷機(jī)理主要是磨粒磨損、氧化磨損和剝層，還伴有一定的材料轉(zhuǎn)移與輕度電化學(xué)腐蝕。在滑移區(qū)，Ti6Al4V合金在純水溶液中的損傷機(jī)理為磨粒磨損、氧化磨損、剝落以及一定的材料轉(zhuǎn)移；Ti6Al4V合金在血清溶液中的損傷機(jī)理為磨粒磨損、氧化磨損、剝落與一定的材料轉(zhuǎn)移，伴隨明顯的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象；CoCrMo合金在血清溶液中的損傷機(jī)理為嚴(yán)重的磨粒磨損、氧化磨損與剝落，并伴隨有一