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钛及钛合金以其优异的综合性能，成为医用内植入物产品的首选材料。钛合金经适当冷轧变形和时效处理后，力学性能能得到进一步改善，但目前对新型生物医用钛合金冷变形机制及冷变形后进一步时效的研究仍不够深入。本文对Ti-20Nb-6Mo-6Zr合金和Ti-30Nb-5Ta-6Zr合金棒材冷轧后的微观组织及力学性能进行系统研究，深入探讨合金冷轧变形机制;然后对预变形合金进行时效处理，研究预变形对钛合金时效组织与性能的影响。
固溶态Ti-20Nb-6Mo-6Zr合金冷轧变形过程中，位错线增多，亚结构细化，孪晶先增加后消失。合金冷轧前后均为单一的β相组织，冷轧形成<110>丝织构。随着冷轧变形量的增加，合金抗拉强度呈上升趋势，屈服强度变化不明显，弹性模量显著下降。
与Ti-20Nb-6Mo-6Zr合金相比，Ti-30Nb-5Ta-6Zr合金冷轧变形过程中诱发了新相α"斜方马氏体，轧后为α"+β两相组织。随着形变的加剧，α"相含量逐渐增加，且α"相的弹性模量应比β相的弹性模量低。随着冷轧变形量的增加，合金抗拉强度显著提高，屈服强度缓慢增加，弹性模量大幅降低。
Ti-20Nb-6Mo-6Zr合金和Ti-30Nb-5Ta-6Zr合金冷轧并经500℃时效12h后，合金由α+β两相组成，β相未发生明显再结晶现象。两种合金经85％预变形后再进行500℃时效12h，力学性能均明显改善。Ti-20Nb-6Mo-6Zr合金的力学性能为:σb=1270.3MPa，σ0.2=1247.2MPa，E=78.0GPa，δ=13.8％;Ti-30Nb-5Ta-6Zr合金的力学性能为:σb=1181.8MPa，σ0.2=1157.4 MPa，E=69.9GPa，δ=11.0％。以上两种合金棒材能满足种植牙和骨组织的替代使用需求，尤其是Ti-30Nb-5Ta-6Zr合金，其强度比TC4高约300MPa，但弹性模量却下降到TC4的60％左右。