超細晶鈦(tai)合金具(ju)有一系列突出優點，其室溫強度(du)在一定(ding)程度(du)上(shang)得(de)以(yi)提高，高溫拉伸時具(ju)有極大的延(yan)伸率。細化(hua)晶粒通常采用大變形法(fa)來獲得(de)，如等徑(jing)彎角擠壓、高壓扭轉、多軸鍛造(zao)以(yi)及(ji)累積卷壓焊等。除此之(zhi)外，對鈦(tai)合金還可以(yi)采用氫處理(li)法(fa)。

氫處(chu)理是能夠使(shi)(shi)鈦合金晶(jing)粒尺寸(cun)達(da)1μm以下的(de)(de)為數較少(shao)的(de)(de)方法(fa)之一(yi)。利用這種(zhong)方法(fa)可以使(shi)(shi)α+β型鈦合金Ti-6Al-4V及(ji)富β的(de)(de)α+β型鈦合金Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe獲得晶(jing)粒尺寸(cun)小于0.5μm的(de)(de)等軸細晶(jing)組織，使(shi)(shi)合金具有優(you)異的(de)(de)超(chao)(chao)塑(su)(su)性能。日(ri)本學(xue)者中東潤(run)對這兩(liang)種(zhong)合金進行氫處(chu)理，研究其常溫性能及(ji)超(chao)(chao)塑(su)(su)拉伸性能，并(bing)用超(chao)(chao)塑(su)(su)成形方法(fa)試制(zhi)了牙科修(xiu)補用金屬支架。

鈦合(he)(he)(he)金在氫(qing)氣中加熱至β相(xiang)變點以上并保溫一段時間后(hou)，水冷(leng)得到馬氏體組織，然后(hou)在α+β兩相(xiang)區進行熱加工，獲得細(xi)針狀馬氏體組織。顯微組織觀(guan)察結果(guo)表(biao)明，Ti-6Al-4V合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)α晶(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)為0.3～0.5μm，Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)α晶(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)為0.1～0.3μm，而且大多數晶(jing)界為大角度(du)晶(jing)界。室溫拉伸試(shi)驗表(biao)明，細(xi)晶(jing)Ti-6Al-4V合(he)(he)(he)金比未經氫(qing)處理、經相(xiang)同熱加工得到的(de)(de)(de)粗晶(jing)Ti-6Al-4V合(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)屈服強度(du)高(1300MPa對(dui)800MPa)，Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe合(he)(he)(he)金也(ye)具有這(zhe)種強度(du)提高的(de)(de)(de)趨勢。

不同溫度(du)下(xia)(xia)的超(chao)塑(su)性變形試驗表(biao)明，細(xi)晶Ti-6Al-4V合(he)金(jin)在(zai)(zai)1073K下(xia)(xia)的延伸率達(da)到6620%，而粗晶Ti-6Al-4V合(he)金(jin)在(zai)(zai)1173K下(xia)(xia)的僅為2000%。細(xi)晶Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe合(he)金(jin)在(zai)(zai)923K下(xia)(xia)的延伸率達(da)極大值(zhi)10600%。拉伸試驗的應力-應變曲線表(biao)明，粗晶Ti-6Al-4V合(he)金(jin)在(zai)(zai)923K下(xia)(xia)的變形應力為276MPa，而細(xi)晶Ti-6Al-4V合(he)金(jin)在(zai)(zai)873K下(xia)(xia)的變形應力為113MPa，是(shi)細(xi)晶合(he)金(jin)的一倍多。Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe合(he)金(jin)也具有相同的趨勢(shi)。

用這種氫處理法制備了超塑性加(jia)工(gong)用Ti-6Al-4V合(he)(he)金(jin)(jin)薄(bo)板(Φ40mm×0.70mm)。進行了牙科用金(jin)(jin)屬支(zhi)架(jia)的(de)(de)超塑成(cheng)形(xing)(xing)試(shi)驗(yan)，試(shi)驗(yan)溫度為(wei)1123K，加(jia)工(gong)壓(ya)力(li)(li)分(fen)(fen)別為(wei)1.0、1.5、2.0MPa。結(jie)果表明(ming)，加(jia)工(gong)壓(ya)力(li)(li)為(wei)1.5MPa時(shi)的(de)(de)應變速度最合(he)(he)適。壓(ya)力(li)(li)為(wei)1.0MPa時(shi)，頂部(bu)的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)不明(ming)顯；壓(ya)力(li)(li)為(wei)2.0MPa時(shi)，發(fa)生部(bu)分(fen)(fen)斷裂，無法加(jia)工(gong)；而當加(jia)工(gong)壓(ya)力(li)(li)為(wei)1.5MPa時(shi)可按模具的(de)(de)形(xing)(xing)狀(zhuang)加(jia)工(gong)出牙科用金(jin)(jin)屬構(gou)架(jia)。