時(shí)效處理對(duì)Mg-4Zn合金微觀組織、力學(xué)性能和耐腐蝕性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-12-24 13:03
鎂合金具有優(yōu)異的生物相容性、力學(xué)相容性和可在人體內(nèi)降解等特點(diǎn),在硬組織植入物和血管內(nèi)植入物等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但鎂的電極電位較低,導(dǎo)致其在人體體液中易被腐蝕,并在組織愈合前失去力學(xué)支撐作用。因此,提高鎂合金的耐蝕性能對(duì)于擴(kuò)展其應(yīng)用范圍具有重大的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。大量研究表明,材料的微觀組織對(duì)其耐腐蝕性能具有重大影響,但它們之間的具體聯(lián)系尚不清楚。本論文系統(tǒng)地研究了時(shí)效處理對(duì)軋制態(tài)Mg-4Zn合金微觀組織、力學(xué)性能和耐腐蝕性能的影響,目的在于保證合金具有較好綜合力學(xué)性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高其耐蝕性,并構(gòu)建耐蝕性與微觀組織之間的相關(guān)性。主要研究結(jié)果如下:(1)采用高應(yīng)變速率軋制制備了細(xì)晶Mg-4Zn合金板材。軋制態(tài)合金具有細(xì)小均勻的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織特征,平均晶粒尺寸為3μm,局部區(qū)域存在位錯(cuò),析出相主要依附于位錯(cuò)形核長(zhǎng)大。(2)研究了時(shí)效工藝對(duì)Mg-4Zn變形合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:單級(jí)和雙級(jí)時(shí)效均能有效地改善合金強(qiáng)度,其中雙級(jí)時(shí)效比單級(jí)時(shí)效更顯著,可歸因于析出相更為細(xì)小、均勻。時(shí)效處理顯著降低了合金的位錯(cuò)密度。70?C×10h預(yù)時(shí)效處理形成了大量的G.P.I和G....
【文章來源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Mg-Zn合金相圖
碩士學(xué)位論文#碳鋼水冷模,模具內(nèi)腔尺寸為 100mm×150m澆鑄時(shí)打開水閥冷卻模腔且澆鑄全程保證模粉,消耗熔體周圍氧氣保證金屬液流不被氧爐保溫 10min,以保證熔體溫度和澆鑄時(shí)的鑄至坩堝內(nèi)溶液剩余約 15%時(shí)停止?jié)茶T,以屬凝固冷卻后取出鑄錠,開模示意圖如圖 2
開模示意圖如圖 2.2 所示。圖 2.2 模具開模示意圖2.3.3 熱處理由于采用水冷鋼模鑄造成型,凝固速度較快,所以合金組織為非平衡凝固組織。為使合金內(nèi)部第二相溶入基體,有必要對(duì)鑄錠進(jìn)行固溶處理。結(jié)合課題組前期研究,選擇固溶處理工藝為 300 C×2h+330 C×30h,在 SR3 型高精度電阻爐中進(jìn)行;將鑄錠放入石英砂進(jìn)行固溶以實(shí)現(xiàn)均勻加熱,加入石墨防止鑄錠氧化燃燒。固溶后樣品采用 60 C 溫水淬火,以保證樣品固溶效果及在冷卻過程中不開裂。對(duì) 高 應(yīng) 變 速 率 軋 制 Mg-4Zn 合 金 板 材 進(jìn) 行 160 C×(0-48)h 單 級(jí) 時(shí) 效 和70 C×10h+160 C×(0-48)h 雙級(jí)時(shí)效處理。將軋制態(tài)樣品放入已設(shè)定好溫度且控溫穩(wěn)定的 DF-101S 型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中進(jìn)行油浴,時(shí)效取樣時(shí)間間隔為:0-10h 每隔 10min 小時(shí)取一個(gè)樣,10-20h 每隔 0.5h 取一個(gè)樣,20-48h 每隔 1h 取一個(gè)樣。取樣后進(jìn)行空冷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱處理對(duì)擠壓態(tài)Mg-9Sn-1.5Y-0.4Zr鎂合金顯微組織與力學(xué)性能的影響(英文)[J]. 張代東,郝曉偉,房大慶,柴躍生. 稀有金屬材料與工程. 2016(09)
[2]Mg-6wt%Zn-1wt%Mn合金中的析出相演變(英文)[J]. 石國(guó)梁,張丁非,趙霞兵,張奎,李興剛,李永軍,馬鳴龍. 稀有金屬材料與工程. 2013(12)
[3]擠壓溫度對(duì)Mg-Zn-Mn生物鎂合金組織與腐蝕性能的影響[J]. 周世杰,黃楠,龔旭,景鳳娟,游天雪. 熱加工工藝. 2013(18)
[4]熱處理對(duì)Mg-Zn-Mn鎂合金組織和性能的影響[J]. 張丁非,朱曾濤,吳穎,趙霞兵,齊福剛,潘復(fù)生. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2013(02)
[5]EW93鎂合金軋制-T5狀態(tài)的顯微組織與力學(xué)性能[J]. 張新明,寧振忠,李理,鄧運(yùn)來,唐昌平,周楠. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(12)
[6]Mg-Zn系高強(qiáng)度鎂合金的研究進(jìn)展[J]. 張丁非,齊福剛,趙霞兵,石國(guó)梁,戴慶偉. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(11)
[7]鎂合金AZ31表面Ca–P涂層在Hank’s溶液中的腐蝕行為[J]. 張春艷,高家誠(chéng),曾榮昌,劉成龍,吳霞,吳迪. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2010(05)
[8]Mg-Zn合金時(shí)效過程中GP區(qū)析出的熱力學(xué)分析[J]. 王曉亮,李長(zhǎng)榮,郭翠萍,杜振民,何維. 金屬學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]雜質(zhì)元素對(duì)鎂合金組織與性能的影響及其對(duì)應(yīng)措施[J]. 陳先華,王敬豐,湯愛濤,潘復(fù)生. 材料導(dǎo)報(bào). 2010(03)
[10]Er對(duì)鑄態(tài)AZ91鎂合金顯微組織和耐腐蝕性能的影響[J]. 劉楚明,葛位維,李慧中,陳志永,王榮,高艷蕊. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2009(05)
博士論文
[1]中高應(yīng)變速率軋制制備超細(xì)晶鎂合金板材原理探索及相關(guān)基礎(chǔ)研究[D]. 朱素琴.湖南大學(xué) 2012
[2]鎂合金表面生物陶瓷涂層制備及其降解行為的研究[D]. 張春艷.重慶大學(xué) 2011
[3]Mg-Zn-Mn系變形鎂合金強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 石國(guó)梁.重慶大學(xué) 2011
碩士論文
[1]Mg-5Zn-xSr鎂合金的組織、力學(xué)性能和生體腐蝕性能研究[D]. 程美信.湖南大學(xué) 2017
[2]高壓扭轉(zhuǎn)對(duì)GW83K、Mg-Zn-Ca和AZ91鎂合金的組織與腐蝕行為的影響[D]. 文道靜.南京理工大學(xué) 2016
[3]細(xì)晶粒Mg-4Zn基合金板材的組織、性能及生體腐蝕行為研究[D]. 鄒正陽.湖南大學(xué) 2015
[4]pH值和溫度對(duì)鎂合金應(yīng)力腐蝕行為的影響[D]. 朱立文.太原理工大學(xué) 2014
[5]Mg-Zn-Nd系合金時(shí)效過程中析出行為研究[D]. 周標(biāo).東北大學(xué) 2013
[6]鎂合金生物材料的生物相容性研究[D]. 陳克勤.中南大學(xué) 2010
[7]AZ31鎂合金及TiCp/AZ31鎂基復(fù)合材料等徑角擠壓變形研究[D]. 胥廣亮.大連理工大學(xué) 2010
[8]Ce、Nd、Sr對(duì)AZ91鎂合金顯微組織和腐蝕性能的影響[D]. 徐萍.武漢理工大學(xué) 2005
[9]Zr對(duì)Mg-2.8Nd-0.35Zn合金高溫性能影響的研究[D]. 劉洪匯.哈爾濱理工大學(xué) 2005
本文編號(hào):3550534
【文章來源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
Mg-Zn合金相圖
碩士學(xué)位論文#碳鋼水冷模,模具內(nèi)腔尺寸為 100mm×150m澆鑄時(shí)打開水閥冷卻模腔且澆鑄全程保證模粉,消耗熔體周圍氧氣保證金屬液流不被氧爐保溫 10min,以保證熔體溫度和澆鑄時(shí)的鑄至坩堝內(nèi)溶液剩余約 15%時(shí)停止?jié)茶T,以屬凝固冷卻后取出鑄錠,開模示意圖如圖 2
開模示意圖如圖 2.2 所示。圖 2.2 模具開模示意圖2.3.3 熱處理由于采用水冷鋼模鑄造成型,凝固速度較快,所以合金組織為非平衡凝固組織。為使合金內(nèi)部第二相溶入基體,有必要對(duì)鑄錠進(jìn)行固溶處理。結(jié)合課題組前期研究,選擇固溶處理工藝為 300 C×2h+330 C×30h,在 SR3 型高精度電阻爐中進(jìn)行;將鑄錠放入石英砂進(jìn)行固溶以實(shí)現(xiàn)均勻加熱,加入石墨防止鑄錠氧化燃燒。固溶后樣品采用 60 C 溫水淬火,以保證樣品固溶效果及在冷卻過程中不開裂。對(duì) 高 應(yīng) 變 速 率 軋 制 Mg-4Zn 合 金 板 材 進(jìn) 行 160 C×(0-48)h 單 級(jí) 時(shí) 效 和70 C×10h+160 C×(0-48)h 雙級(jí)時(shí)效處理。將軋制態(tài)樣品放入已設(shè)定好溫度且控溫穩(wěn)定的 DF-101S 型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中進(jìn)行油浴,時(shí)效取樣時(shí)間間隔為:0-10h 每隔 10min 小時(shí)取一個(gè)樣,10-20h 每隔 0.5h 取一個(gè)樣,20-48h 每隔 1h 取一個(gè)樣。取樣后進(jìn)行空冷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]EW93鎂合金軋制-T5狀態(tài)的顯微組織與力學(xué)性能[J]. 張新明,寧振忠,李理,鄧運(yùn)來,唐昌平,周楠. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(12)
[6]Mg-Zn系高強(qiáng)度鎂合金的研究進(jìn)展[J]. 張丁非,齊福剛,趙霞兵,石國(guó)梁,戴慶偉. 重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(11)
[7]鎂合金AZ31表面Ca–P涂層在Hank’s溶液中的腐蝕行為[J]. 張春艷,高家誠(chéng),曾榮昌,劉成龍,吳霞,吳迪. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2010(05)
[8]Mg-Zn合金時(shí)效過程中GP區(qū)析出的熱力學(xué)分析[J]. 王曉亮,李長(zhǎng)榮,郭翠萍,杜振民,何維. 金屬學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]雜質(zhì)元素對(duì)鎂合金組織與性能的影響及其對(duì)應(yīng)措施[J]. 陳先華,王敬豐,湯愛濤,潘復(fù)生. 材料導(dǎo)報(bào). 2010(03)
[10]Er對(duì)鑄態(tài)AZ91鎂合金顯微組織和耐腐蝕性能的影響[J]. 劉楚明,葛位維,李慧中,陳志永,王榮,高艷蕊. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2009(05)
博士論文
[1]中高應(yīng)變速率軋制制備超細(xì)晶鎂合金板材原理探索及相關(guān)基礎(chǔ)研究[D]. 朱素琴.湖南大學(xué) 2012
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[3]Mg-Zn-Mn系變形鎂合金強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 石國(guó)梁.重慶大學(xué) 2011
碩士論文
[1]Mg-5Zn-xSr鎂合金的組織、力學(xué)性能和生體腐蝕性能研究[D]. 程美信.湖南大學(xué) 2017
[2]高壓扭轉(zhuǎn)對(duì)GW83K、Mg-Zn-Ca和AZ91鎂合金的組織與腐蝕行為的影響[D]. 文道靜.南京理工大學(xué) 2016
[3]細(xì)晶粒Mg-4Zn基合金板材的組織、性能及生體腐蝕行為研究[D]. 鄒正陽.湖南大學(xué) 2015
[4]pH值和溫度對(duì)鎂合金應(yīng)力腐蝕行為的影響[D]. 朱立文.太原理工大學(xué) 2014
[5]Mg-Zn-Nd系合金時(shí)效過程中析出行為研究[D]. 周標(biāo).東北大學(xué) 2013
[6]鎂合金生物材料的生物相容性研究[D]. 陳克勤.中南大學(xué) 2010
[7]AZ31鎂合金及TiCp/AZ31鎂基復(fù)合材料等徑角擠壓變形研究[D]. 胥廣亮.大連理工大學(xué) 2010
[8]Ce、Nd、Sr對(duì)AZ91鎂合金顯微組織和腐蝕性能的影響[D]. 徐萍.武漢理工大學(xué) 2005
[9]Zr對(duì)Mg-2.8Nd-0.35Zn合金高溫性能影響的研究[D]. 劉洪匯.哈爾濱理工大學(xué) 2005
本文編號(hào):3550534
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