發(fā)布時(shí)間：2017-10-18 13:48

  本文關(guān)鍵詞：新型鈷基合金的耐蝕及熱加工性能研究

  更多相關(guān)文章： 鈷基合金 微觀組織 耐蝕性 熱變形方程 熱加工圖

【摘要】：鈷基合金由于具有良好的力學(xué)性能、耐蝕性能和生物相容性,在醫(yī)用金屬材料領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用,其中醫(yī)用鈷基合金L605是典型的代表。但是目前臨床醫(yī)用的鈷基合金僅作為骨骼的替代品起到承受力的植入件。Cu是一種被公認(rèn)的抗菌元素,有著十分悠久的歷史。本實(shí)驗(yàn)利用Cu元素抗菌這一特點(diǎn)結(jié)合鈷基合金材料優(yōu)異的醫(yī)用特性開發(fā)出具有抗菌特性的新型鈷基合金。本文按照J(rèn)IS T7402-3-2005標(biāo)準(zhǔn)配料,采用真空冶煉的方法制備出鈷基合金L605和添加Cu元素后的鈷基合金L605Cu兩種材料,分別考察研究?jī)煞N材料的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、耐蝕性能和熱加工性能。通過掃描電鏡觀察、DSC分析和硬度測(cè)試研究固溶狀態(tài)下兩種合金材料的顯微組織結(jié)構(gòu)及性能,通過室溫拉伸實(shí)驗(yàn)分析測(cè)試固溶狀態(tài)下兩種材料的力學(xué)拉伸性能,通過電化學(xué)腐蝕方法研究了固溶狀態(tài)下兩種材料的耐蝕性能,通過高溫?zé)釅嚎s試驗(yàn)研究了兩種合金材料的熱變形行為。主要得出以下結(jié)論:(1)鈷基合金L605和鈷基合金L605Cu的材料鍛造態(tài)經(jīng)過1200℃1h固溶處理后,組織均為奧氏體結(jié)構(gòu),在晶界或晶粒內(nèi)出現(xiàn)片狀孿晶。DSC分析兩種材料加熱到900℃左右,均存在相轉(zhuǎn)變過程。添加Cu元素的鈷基合金L605Cu材料的晶粒度有所增大,硬度略有降低。(2)鈷基合金L605和鈷基合金L605Cu材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率和斷面收縮率均滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS T7402-3-2005)。添加Cu元素的鈷基合金L605Cu材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度略有降低,但是材料的延伸率和斷面收縮率提高了10%以上,提高了材料的塑性、韌性和機(jī)械加工性能。(3)電化學(xué)結(jié)果表明:鈷基合金L605Cu與鈷基合金L605相比,極化電阻和腐蝕電位有所降低、點(diǎn)蝕電位略有下降但相差不大、腐蝕電流有微弱的升高,腐蝕性略有下降。但鈷基合金L605Cu材料仍然保持著較好的耐腐蝕性能。(4)鈷基合金L605材料的熱變形激活能為549.73237kJ/mol,其熱變形方程為:)/37.549732exp()]1024604.3[sinh(1036162.305427.6319-××=RT-σε;鈷基合金L605材料的最佳熱加工窗口為:ε=3.0,T=1050~1070℃,ε=0.1~0.22s~(-1)區(qū)域和T=1170~1230℃,ε=0.1~0.36s~(-1)區(qū)域;ε=4.0,T=1050~1160℃,ε=0.1~0.22s~(-1)區(qū)域和T=1160~1250℃,ε=0.1~0.82s~(-1)區(qū)域;ε=5.0,T=1050~1160℃,ε=0.1~0.30s~(-1)區(qū)域和T=1160~1220℃,ε=0.1~1.2s~(-1)區(qū)域和T=1220~1250℃,ε=0.45~10s~(-1)區(qū)域;ε=6.0,T=1050~1140℃,ε=0.1~0.40s~(-1)區(qū)域和T=1140~1210℃,ε=0.1~4.95s~(-1)區(qū)域和T=1210~1250℃,ε=0.67~10s~(-1)區(qū)域;ε=7.0,T=1050~1140℃,ε=0.1~0.82s~(-1)區(qū)域和T=1140~1210℃,ε=0.1~10s~(-1)區(qū)域和T=1210~1250℃,ε=0.61~10s~(-1)區(qū)域;ε=8.0,T=1050~1130℃,ε=0.1~1.82s~(-1)區(qū)域和T=1130~1250℃,ε=0.22~10s~(-1)區(qū)域。(5)鈷基合金L605Cu材料的熱變形激活能為674.23224kJ/mol,其熱變形方程為:)/24.674232exp()]1011938.3[sinh(1003128.162805.7323-××=RT-σε;鈷基合金L605Cu材料的最佳熱加工窗口為:ε=1.0,T=1180~1220℃,ε=0.1~0.16s~(-1)區(qū)域;ε=2.0,T=1150~1240℃,ε=0.1~0.18s~(-1)區(qū)域;ε=3.0,T=1110~1150℃,ε=0.1~0.15s~(-1)區(qū)域和T=1150~1250℃,ε=0.1~0.18s~(-1)區(qū)域;ε=4.0,T=1080~1140℃,ε=0.1~0.16s~(-1)區(qū)域和T=1140~1250℃,ε=0.1~0.22s~(-1)區(qū)域;ε=5.0,T=1070~1140℃,ε=0.1~0.20s~(-1)區(qū)域和T=1140~1250℃,ε=0.1~0.37s~(-1)區(qū)域;ε=6.0,T=1050~1150℃,ε=0.1~0.20s~(-1)區(qū)域和T=1150~1250℃,ε=0.1~0.61s~(-1)區(qū)域;ε=7.0,T=1050~1140℃,ε=0.1~0.20s~(-1)區(qū)域和T=1140~1250℃,ε=0.1~2.23s~(-1)區(qū)域;ε=8.0,T=1050~1140℃,ε=0.1~0.20s~(-1)區(qū)域和T=1140~1230℃,ε=0.1~0.4.48s~(-1)區(qū)域和T=1230~1250℃,ε=0.36~10s~(-1)區(qū)域;ε=9.0,T=1050~1130℃,ε=0.1~0.33s~(-1)區(qū)域和T=1130~1220℃,ε=0.1~10s~(-1)區(qū)域和T=1220~1250℃,ε=0.44~10-1區(qū)域。
【關(guān)鍵詞】：鈷基合金 微觀組織 耐蝕性 熱變形方程 熱加工圖
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.16
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1. 緒論11-19
• 1.1 生物醫(yī)用材料概述11-12
• 1.2 醫(yī)用鈷基合金12-15
• 1.2.1 醫(yī)用鈷基合金的種類和成份12-13
• 1.2.2 醫(yī)用鈷基合金的特性13-14
• 1.2.3 醫(yī)用鈷基合金材料的制備14-15
• 1.3 熱加工圖15-18
• 1.3.1 動(dòng)態(tài)材料模型的原理15-16
• 1.3.2 熱加工圖理論計(jì)算準(zhǔn)則16-18
• 1.4 本論文的研究思路及主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 2. 實(shí)驗(yàn)方法19-26
• 2.1 試樣制備與熱處理19-20
• 2.1.1 金相試樣制備19
• 2.1.2 固溶處理19-20
• 2.2 鈷基合金基礎(chǔ)性能測(cè)試20-21
• 2.2.1 制備金相試樣及組織觀察20
• 2.2.2 硬度測(cè)試20
• 2.2.3 室溫拉伸性能測(cè)試20-21
• 2.2.4 差示掃描量熱法分析21
• 2.3 熱壓縮實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)材料和方法21-24
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹21-22
• 2.3.2 熱壓縮實(shí)驗(yàn)方法22-24
• 2.4 耐蝕性能測(cè)試24-26
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹24
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)材料和方法24-26
• 3. 鈷基合金基礎(chǔ)性能及耐蝕性能表征26-36
• 3.1 前言26
• 3.2 鈷基合金的基礎(chǔ)性能表征26-33
• 3.2.1 金相組織觀察26-29
• 3.2.2 硬度測(cè)試29
• 3.2.3 室溫拉伸測(cè)試29-32
• 3.2.4 差示掃描量熱分析32-33
• 3.3 鈷基合金的耐蝕性能33-36
• 3.3.1 鈷基合金的極化曲線34
• 3.3.2 電化學(xué)參數(shù)分析和結(jié)論34-36
• 4. 鈷基合金的熱變形行為36-79
• 4.1 引言36
• 4.2 鈷基合金L605材料的熱變形行為36-58
• 4.2.1 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線36-39
• 4.2.2 熱變形方程39-43
• 4.2.3 熱加工圖43-53
• 4.2.4 熱變形后的微觀組織53-57
• 4.2.5 結(jié)論57-58
• 4.3 鈷基合金L605Cu材料的熱變形行為58-79
• 4.3.1 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線58-60
• 4.3.2 熱變形方程60-65
• 4.3.3 熱加工圖65-74
• 4.3.4 熱變形后的微觀組織74-77
• 4.3.5 結(jié)論77-79
• 5. 結(jié)論79-80
• 參考文獻(xiàn)80-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況82-83
• 致謝83-84
• 作者簡(jiǎn)介84-85

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳君;李穎;;鈷基合金中鉬量測(cè)定的方法探索[J];現(xiàn)代冶金;2012年03期

2 鄭曉光 ,張文奇,郭曼玖;幾種鈷基合金在Na_2SO_4-K_2SO_4混合鹽中高溫腐蝕行為[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);1990年02期

3 楊東明;基本參數(shù)法分析鈷基合金[J];上海鋼研;2000年04期

4 宋江騰;曾攀;李聰聰;趙加清;;鈷基合金磨損特性的非等間距灰色預(yù)測(cè)[J];煤礦機(jī)械;2011年04期

5 韶光;抗磨、耐蝕、耐熱的鈷基合金[J];金屬功能材料;1994年05期

6 T.Klemp,劉貴生 ,徐信金;鑄造鈷基合金[J];鑄造;1991年01期

7 曹曉明;馬瑞娜;王巖;范永哲;;鈷基合金在液鋅中的腐蝕磨損性能[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2008年12期

8 寧天信;鈷基合金噴嘴的機(jī)加工工藝改進(jìn)[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2000年04期

9 吳雪芹;;新型耐蝕耐磨鈷基合金粉末的研制[J];金山油化纖;1988年01期

10 史勝鳳;林軍;周炳;王小祥;;醫(yī)用鈷基合金的組織結(jié)構(gòu)及耐腐蝕性能[J];稀有金屬材料與工程;2007年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王銘;張東惠;;醫(yī)用介入器械鈦合金導(dǎo)絲的開發(fā)與應(yīng)用(綜述)[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第30次學(xué)術(shù)年會(huì)暨生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會(huì)論文集[C];2010年

2 楊曉華;任先京;;Ce對(duì)低氧含量鈷基合金粉末的制備及其性能的影響[A];2009全國(guó)粉末冶金學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王建華;用于濺射靶材的鈷基合金及細(xì)晶純金屬微觀組織的研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 武學(xué)強(qiáng);新型鈷基合金的耐蝕及熱加工性能研究[D];遼寧科技大學(xué);2016年

3 洪亮亮;添加劑對(duì)電沉積鈷基合金的結(jié)構(gòu)及性能的影響研究[D];華僑大學(xué);2007年

4 趙君威;微波消解/ICP-AES法測(cè)定鈷基合金中多元素的方法研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2013年

5 鄭婷;TC4鈦合金表面鈷基合金層的制備及性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

6 史勝鳳;醫(yī)用鈷基合金的組織結(jié)構(gòu)及耐腐蝕性能[D];浙江大學(xué);2006年

7 謝豐豪;微波燒結(jié)制備陶瓷表面鈷基合金功能涂層的研究[D];河南科技大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1055280