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摘要
本工作采用粉末冶金方法制备了Ti-xNb-5Sn(x=13%、16%、18%、20%,质量分数)合金，研究了Nb含量对其微观组织和摩擦学行为的影响规律。结果表明：粉末冶金法制备的Ti-xNb-5Sn合金是典型的α+β型钛合金，α相随着Nb含量的增加逐渐减少，Nb含量为20%时β相的衍射峰成为主峰。合金的硬度和弹性模量随着Nb含量的增加而下降，分别在271HV～319HV和68～73 GPa之间变化。合金的摩擦系数随着Nb含量增多而提高，Ti-13Nb-5Sn合金的摩擦系数最小(0.41),Ti-20Nb-5Sn合金的摩擦系数最大(0.48)。合金的磨损率为1.36×10-3～1.58×10-3mm3/(m·N)。随着Nb含量增多，合金的磨痕深度增加，分层现象逐渐加剧，并且有微裂纹出现。Ti-13Nb-5Sn合金的磨损机制为磨粒磨损，Ti-16Nb-5Sn合金和Ti-18Nb-5Sn合金以磨粒磨损为主、表面疲劳磨损为辅，而Ti-20Nb-5Sn合金以表面疲劳磨损为主。本研究证实Nb是一种β稳定剂，加入适量Nb可以降低合金的弹性模量，同时使其具有良好的耐磨性。粉末冶金制备的Ti-xNb-5Sn合金是一种具有发展潜力的骨科修复材料。
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