(苏州市职业大学机电工程学院，苏州 215104)

0 引 言

镍钛形状记忆合金具有可恢复应变高、弹性模量低、耐腐蚀性能好等优点，是钛基形状记忆合金中最适合作为生物材料的，常用于制作牙齿矫正丝、导线、导管和支架等。然而，纯镍会引起人体过敏甚至致癌。近年来欧洲一些国家的医疗领域开始禁止使用镍钛合金，这使得无镍钛基形状记忆合金得到了广泛关注[1-7]。BAKER[8]首先发现无毒且生物相容性较好的β型Ti-35Nb(质量分数/%，下同)合金具有形状记忆效应。基于此，研究人员对无镍钛基合金，特别是β型钛基合金进行了诸多研究[9-13]。

纯钛在室温下为密排六方(hcp)结构，即α-Ti，在高温下为体心立方(bcc)结构，即β-Ti。α-Ti的塑性和耐疲劳性能较好，β-Ti则具有弹性模量低、强度高等优点[14]。铌、钼、铁、铬等元素为β稳定剂，可使钛合金在平衡冷却条件下形成β相。随β稳定剂含量的增加，淬火态钛合金中会依次形成α′相、α″相(正交马氏体)、亚稳β相(βM)，其中α″和βM在一定温度范围内能相互转变，产生形状记忆效应[13];但这类形状记忆合金的最大转变应变较低，且βM不稳定，部分合金在加热时会形成硬脆的ω相，影响合金的形状记忆效应和力学性能[15-16]。铝、锡等元素为α稳定剂，通常情况下，其能够增加α相数量。然而，有研究发现，Ti-Nb-Al合金中的铝能够降低马氏体转变的开始温度，细化晶粒并起到固溶强化作用；锡能阻碍ω相形成，增加β相的稳定性，起到β稳定剂的作用[17-18]。可以看出，铝、锡元素在不同钛基合金中的作用存在不确定性。此外，不同成分或热处理态合金中，各稳定元素的作用也有差别，有待进一步研究。……