生物医用钛合金具有高的强度、优胜的耐蚀机能、较低的弹性模量、优良的生物相容性，已成为今朝外科植入物与矫形器械产品的重要材料。与粗晶医用钛合金比拟，超细晶医用钛合金具有更高的强度与更好的疲惫机能以及耐腐化机能。并且，超细晶钛合金可引诱骨组织向内发展，增长界面结合强度，加快骨修复过程，在硬组织修复材料范畴具有广阔的应用前景。
研究注解，大塑性变形技巧是获取超细晶钛合金的重要工艺门路。大塑性变形技巧可以在不改变金属材料尺寸的前提下，经由过程施加很大的剪切应力而引入高密度位错，将晶粒尺寸细化到1微米以下，获得由平均等轴晶构成的超细晶材料。此法在加工过程中不易引入杂质，制得的试样中没有残留缩孔，避免了其他办法制备的超细晶材料有空洞、致密性差等问题。今朝，作为一种有效制备超细晶以及纳米晶材料的办法，大塑性变形技巧已经开端应用于制备超细晶新型生物医用钛合金材料，经由过程晶粒细化优化了材料的综合机能，包含强度、塑性、疲惫机能以及耐腐化性等。
一、等径弯角挤压法( ECAP)。该技巧是将试样放入2个或多个互成必定角度的等径弯角通道内，在压力的感化下使试样经由过程通道受到平均的纯剪切变形。因为试样在挤压前后的三维尺寸保持不变，故可以经由过程反复挤压增大有效应变量，从而获得平均渺小的组织。例如，采取内角120°的模具对Ti-6Al-4V进行 4 道次ECAP后晶粒尺寸由28 μm减小到250 nm，其抗拉强度和显微硬度进步到 773 MPa 和2486 MPa( HV)。
二、高压扭转法( HPT)。该法是大塑性变形技巧中晶粒细化才能最强的。试样在冲头和支座之间遭受很大的压力，同时因为模支座的扭转，使试样产生轴向紧缩和切向剪切变形。该法既可以细化晶粒，也可以使材料内部孔隙获得有效的闭合，进步材料的强度和韧性。例如，应用HPT 法处理Ti-6Al-7Nb 合金，5 圈后，显微硬度值进步了78.70% 。HPT法制备的超细晶材料的强度可比ECAP法高约500MPa。是以，HPT技巧是一种异常具有应用前景的制备超细晶医用钛合金的工艺。
三、累积叠轧法( AＲB) 。该工艺是将两块预先外面处理过的薄板材料在必定温度下叠轧并使其轧合，反复进行雷同的工艺反复叠轧，直至达到所需的有效应变量，从而使材料的组织获得细化。例如，用AＲB法对Ti-25Nb-3Zr-3Mo-2Sn合金轧制处理4 个周期后，晶粒细化，抗拉强度比原合金进步了70%，达到1220 MPa，屈从强度增长到 946 MPa。
四、搅拌摩擦加工(FSP) 。这是一种持续、纯机械的固相焊接工艺，在焊接过程中，搅拌头高速扭转并将搅拌针挤入两块对接板材的接缝处，其扭转产生的剪切摩擦热将搅拌针四周的金属变软进而热塑化，使加工部位的材料产生塑性流变。例如，用FSP法处理Ti-6Al-4V，所得合金的屈从强度和抗拉强度分别达到1067 MPa和1156 MPa，并且延长率仍有21.7% 。
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