合金元素對變形Mg-Bi基合金組織和腐蝕行為影響的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-15 10:50
鎂合金因?yàn)榈兔芏群透邚?qiáng)度以及低的比強(qiáng)度而作為結(jié)構(gòu)金屬材料具有很好的工業(yè)前景。此外,鎂合金本身具有良好的生物相容性、力學(xué)相容性以及生物可降解等優(yōu)點(diǎn),使其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也得到了研究者的青睞。然而,因?yàn)殒V合金的耐腐蝕性能較差,阻礙了鎂合金的發(fā)展應(yīng)用,尤其是在人體液體環(huán)境中,使其腐蝕速率加快。通過添加對人體無毒無害的合金化元素和變形加工處理可以同步提高鎂合金耐腐蝕性能和力學(xué)性能,為新型醫(yī)用鎂合金的研發(fā)提供了一種可供參考的方法。因此,本文添加Sn、Al和Zn等合金元素到Mg-Bi基合金中以及軋制和擠壓變形的方法來提高合金的耐腐蝕性能和力學(xué)性能,結(jié)合微觀組織特性和腐蝕行為分析,揭示其腐蝕機(jī)制和強(qiáng)化機(jī)制,從而獲得機(jī)械性能和耐腐蝕性能較好的優(yōu)化合金成分和變形工藝。研究結(jié)果表明:(1)為了獲得合金化元素Sn的最佳含量,研究了軋制態(tài)Mg-6Bi-x Sn(x=0%、1%、2%和3 wt.%)四種合金的組織演變和性能。合金的硬度值隨著Sn含量的增加而增大,這主要是由于細(xì)小的晶粒和彌散分布的第二相顆粒的共同作用的結(jié)果,另外,隨著Sn含量的增加,腐蝕速率先減小再增大,這是因?yàn)榫Я<?xì)化降低合金的腐蝕速率和過多的...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 鎂及鎂合金
1.2.1 純鎂
1.2.2 鎂合金
1.2.3 鎂及鎂合金的應(yīng)用
1.3 鎂合金的腐蝕
1.3.1 鎂合金腐蝕的類型
1.3.2 鎂合金腐蝕的影響因素
1.4 選題背景
1.5 研究內(nèi)容及目的
第二章 實(shí)驗(yàn)合金的制備及測試
2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線
2.2 合金的制備
2.2.1 熔煉合金
2.2.2 熔煉工藝
2.2.3 固溶處理
2.2.4 變形加工
2.3 顯微組織觀察
2.3.1 光學(xué)顯微組織(OM)觀察
2.3.2 X射線衍射儀(XRD)分析
2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)觀察
2.3.4 X光電子能譜(XPS)測試
2.4 腐蝕速率測試
2.4.1 試樣的制備及溶液配制
2.4.2 失重法測量
2.4.3 析氫法測量
2.5 電化學(xué)測量
2.5.1 試樣的制備
2.5.2 電化學(xué)測試
2.6 力學(xué)性能測試
2.6.1 顯微硬度測試
2.6.2 室溫拉伸性能測試
第三章 Sn元素添加對Mg-Bi-xSn合金顯微組織和性能的影響
3.1 引言
3.2 微觀組織
3.3 硬度測試
3.4 腐蝕性能測試
3.4.1 失重腐蝕
3.4.2 極化曲線測試
3.4.3 腐蝕形貌分析
3.5 小結(jié)
第四章 軋制對Mg-Bi-Sn合金組織和腐蝕行為的研究
4.1 引言
4.2 微觀組織
4.3 腐蝕性能測試
4.3.1 析氫腐蝕
4.3.2 開路電位和極化曲線測試
4.3.3 電化學(xué)阻抗譜測試
4.4 腐蝕以后的微觀組織
4.4.1 腐蝕產(chǎn)物和XPS分析
4.4.2 腐蝕形態(tài)
4.4.3 腐蝕機(jī)理
4.5 小結(jié)
第五章 Al、Zn添加對正擠壓態(tài)Mg-Bi合金組織、性能和腐蝕行為影響的研究
5.1 引言
5.2 微觀組織結(jié)構(gòu)
5.3 拉伸性能
5.4 腐蝕性能測試
5.4.1 析氫腐蝕測試
5.4.2 極化曲線測試
5.4.3 電化學(xué)阻抗譜測試
5.5 腐蝕以后的微觀組織
5.5.1 腐蝕產(chǎn)物
5.5.2 XPS分析
5.5.3 腐蝕形貌
5.6 討論
5.6.1 微觀結(jié)構(gòu)對拉伸性能的影響
5.6.2 微觀結(jié)構(gòu)對腐蝕性能的影響在擠壓態(tài)鎂合金
5.7 結(jié)論
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Microstructure, Mechanical Properties, Corrosion Behavior and Biocompatibility of As-Extruded Biodegradable Mg–3Sn–1Zn–0.5Mn Alloy[J]. Lida Hou,Zhen Li,Hong Zhao,Yu Pan,Sergey Pavlinich,Xiwei Liu,Xinlin Li,Yufeng Zheng,Li Li. Journal of Materials Science & Technology. 2016(09)
[2]Bi添加對擠壓純Mg組織和力學(xué)性能的影響[J]. 孟帥舉,余暉,張慧星,崔紅衛(wèi),王志峰,趙維民. 金屬學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]擠壓態(tài)Mg-Sn-Ca合金的顯微組織、力學(xué)及生物腐蝕性能(英文)[J]. 趙朝勇,潘復(fù)生,潘虎成. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[4]Microhardness,Microstructure and Electrochemical Efficiency of an Al(Zn/xMg) Alloy after Thermal Treatment[J]. Socorro Valdez,M.Suarez,O.A.Fregoso,J.A.Juárez-Islas. Journal of Materials Science & Technology. 2012(03)
[5]Zn含量對反擠壓Mg-8Sn-Zn合金組織演變和力學(xué)性能的影響[J]. 程偉麗,闕仲萍,張金山,許春香,梁偉,YOU Bongsun. 金屬學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]擠壓變形對鎂合金組織與力學(xué)性能的影響[J]. 劉瑩,王炳德,王忠堂. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2011(05)
[7]鎂合金成形技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 高侖. 輕合金加工技術(shù). 2004(03)
[8]變形鎂合金的研究、開發(fā)及應(yīng)用[J]. 余琨,黎文獻(xiàn),王日初,馬正青. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2003(02)
[9]新型金屬材料鎂合金的發(fā)展前景分析[J]. 鄧玉勇,朱江,李立. 化工技術(shù)經(jīng)濟(jì). 2002(04)
[10]輕合金在汽車上的應(yīng)用[J]. 彭曉東,李玉蘭,劉江. 機(jī)械工程材料. 1999(02)
本文編號:3590486
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 鎂及鎂合金
1.2.1 純鎂
1.2.2 鎂合金
1.2.3 鎂及鎂合金的應(yīng)用
1.3 鎂合金的腐蝕
1.3.1 鎂合金腐蝕的類型
1.3.2 鎂合金腐蝕的影響因素
1.4 選題背景
1.5 研究內(nèi)容及目的
第二章 實(shí)驗(yàn)合金的制備及測試
2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線
2.2 合金的制備
2.2.1 熔煉合金
2.2.2 熔煉工藝
2.2.3 固溶處理
2.2.4 變形加工
2.3 顯微組織觀察
2.3.1 光學(xué)顯微組織(OM)觀察
2.3.2 X射線衍射儀(XRD)分析
2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)觀察
2.3.4 X光電子能譜(XPS)測試
2.4 腐蝕速率測試
2.4.1 試樣的制備及溶液配制
2.4.2 失重法測量
2.4.3 析氫法測量
2.5 電化學(xué)測量
2.5.1 試樣的制備
2.5.2 電化學(xué)測試
2.6 力學(xué)性能測試
2.6.1 顯微硬度測試
2.6.2 室溫拉伸性能測試
第三章 Sn元素添加對Mg-Bi-xSn合金顯微組織和性能的影響
3.1 引言
3.2 微觀組織
3.3 硬度測試
3.4 腐蝕性能測試
3.4.1 失重腐蝕
3.4.2 極化曲線測試
3.4.3 腐蝕形貌分析
3.5 小結(jié)
第四章 軋制對Mg-Bi-Sn合金組織和腐蝕行為的研究
4.1 引言
4.2 微觀組織
4.3 腐蝕性能測試
4.3.1 析氫腐蝕
4.3.2 開路電位和極化曲線測試
4.3.3 電化學(xué)阻抗譜測試
4.4 腐蝕以后的微觀組織
4.4.1 腐蝕產(chǎn)物和XPS分析
4.4.2 腐蝕形態(tài)
4.4.3 腐蝕機(jī)理
4.5 小結(jié)
第五章 Al、Zn添加對正擠壓態(tài)Mg-Bi合金組織、性能和腐蝕行為影響的研究
5.1 引言
5.2 微觀組織結(jié)構(gòu)
5.3 拉伸性能
5.4 腐蝕性能測試
5.4.1 析氫腐蝕測試
5.4.2 極化曲線測試
5.4.3 電化學(xué)阻抗譜測試
5.5 腐蝕以后的微觀組織
5.5.1 腐蝕產(chǎn)物
5.5.2 XPS分析
5.5.3 腐蝕形貌
5.6 討論
5.6.1 微觀結(jié)構(gòu)對拉伸性能的影響
5.6.2 微觀結(jié)構(gòu)對腐蝕性能的影響在擠壓態(tài)鎂合金
5.7 結(jié)論
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Microstructure, Mechanical Properties, Corrosion Behavior and Biocompatibility of As-Extruded Biodegradable Mg–3Sn–1Zn–0.5Mn Alloy[J]. Lida Hou,Zhen Li,Hong Zhao,Yu Pan,Sergey Pavlinich,Xiwei Liu,Xinlin Li,Yufeng Zheng,Li Li. Journal of Materials Science & Technology. 2016(09)
[2]Bi添加對擠壓純Mg組織和力學(xué)性能的影響[J]. 孟帥舉,余暉,張慧星,崔紅衛(wèi),王志峰,趙維民. 金屬學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]擠壓態(tài)Mg-Sn-Ca合金的顯微組織、力學(xué)及生物腐蝕性能(英文)[J]. 趙朝勇,潘復(fù)生,潘虎成. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[4]Microhardness,Microstructure and Electrochemical Efficiency of an Al(Zn/xMg) Alloy after Thermal Treatment[J]. Socorro Valdez,M.Suarez,O.A.Fregoso,J.A.Juárez-Islas. Journal of Materials Science & Technology. 2012(03)
[5]Zn含量對反擠壓Mg-8Sn-Zn合金組織演變和力學(xué)性能的影響[J]. 程偉麗,闕仲萍,張金山,許春香,梁偉,YOU Bongsun. 金屬學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]擠壓變形對鎂合金組織與力學(xué)性能的影響[J]. 劉瑩,王炳德,王忠堂. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2011(05)
[7]鎂合金成形技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 高侖. 輕合金加工技術(shù). 2004(03)
[8]變形鎂合金的研究、開發(fā)及應(yīng)用[J]. 余琨,黎文獻(xiàn),王日初,馬正青. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2003(02)
[9]新型金屬材料鎂合金的發(fā)展前景分析[J]. 鄧玉勇,朱江,李立. 化工技術(shù)經(jīng)濟(jì). 2002(04)
[10]輕合金在汽車上的應(yīng)用[J]. 彭曉東,李玉蘭,劉江. 機(jī)械工程材料. 1999(02)
本文編號:3590486
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