本文關(guān)鍵詞：AZ31鎂合金細管塑性加工工藝及腐蝕研究

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【摘要】：鎂合金由于具有良好的生物力學相容性、可降解性以及優(yōu)良的機械性能,而在現(xiàn)代介入醫(yī)療應用領(lǐng)域展現(xiàn)出很大優(yōu)越性,可作為理想的心血管支架醫(yī)用材料。本文研究一種在傳力潤滑介質(zhì)作用下大長細比鎂合金細管的低溫擠壓及拉拔新技術(shù),并揭示其低溫擠壓塑性變形機理以及塑性變形規(guī)律,綜合開發(fā)出了一種尺寸精度較好、強韌性較高的鎂合金薄壁細管,實現(xiàn)了鎂合金薄壁細管組織性能與精密成形控制一體化,對于拓展微尺寸高強韌鎂合金細管在生物領(lǐng)域醫(yī)用方面具有重要意義。本文以AZ31鑄態(tài)鎂合金作為原始坯料,采用空心錠正向擠壓成形的方法,對擠壓工藝及成形出薄壁細管的模擬體液腐蝕實驗進行了系列研究。首先確定了擠壓成形工藝及參數(shù),然后根據(jù)實驗條件確定實驗過程中的最優(yōu)參數(shù),對擠壓后的管材壁厚的均勻性進行了對比和分析,然后進行了管材的熱處理工藝實驗,研究了鎂合金晶粒的大小與熱處理溫度和時間的關(guān)系,并對其力學性能進行了分析,為了了解鎂合金細管的腐蝕速率及腐蝕產(chǎn)物,做了進一步的模擬體液腐蝕實驗。實驗研究表明:經(jīng)380℃保溫12h均勻化處理后的鑄態(tài)AZ31鎂合金,晶界處的第二相基本融入基體中,偏析減少,不均勻性降低。外徑為3.0mm的細管由于經(jīng)過兩次擠壓變形,大的塑性變形促進了動態(tài)再結(jié)晶的進行,晶粒尺寸為5.0μm,并明顯提高了力學性能,可達223.5MPa的抗拉強度和9.5%的伸長率,拉伸斷口為韌性斷裂。熱處理溫度為225℃時,所得組織最為均勻細小,抗拉強度較高,為257.5MPa,伸長率較高,性能較為優(yōu)良;熱處理時間為45min時,材料具有較高的力學性能,伸長率達7.5%,晶粒大小均勻,平均晶粒為5.1μm,斷口為韌性斷裂。由外徑為3.0mm拉拔到2.5mm時,細管伸長率由9.5%下降到7.3%,但抗拉強度從223.5MPa提高到240.3MPa;拉拔到外徑為2.0mm時,伸長率為7.0%,抗拉強度為256.3MPa。對外徑為3.0mm、2.5mm及2.0mm的細管進行Hank’s模擬體液腐蝕,腐蝕類型主要為晶界腐蝕和晶內(nèi)腐蝕,孿晶和晶粒尺寸影響了腐蝕速率,孿晶越少,晶粒越小,腐蝕速率越快。最大腐蝕速率為28.5mg/(cm2·day),最小腐蝕速率為9.3mg/(cm2·day)。體液腐蝕時產(chǎn)生了白色絮狀的腐蝕產(chǎn)物,經(jīng)XRD測試分析確定為Mg(OH)2,同時可檢測到腐蝕產(chǎn)物中有少量的Mg H2的存在。
【關(guān)鍵詞】：AZ31鎂合金 細管 擠壓 拉拔 體液腐蝕
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG379;TG359
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 概述10-11
• 1.2 鎂合金特點及應用11-13
• 1.2.1 鎂合金特點11-12
• 1.2.2 鎂合金的應用12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 鎂合金管材成形工藝18-21
• 1.4.1 擠壓19-20
• 1.4.2 軋制20
• 1.4.3 拉拔20-21
• 1.5 本課題研究特色21-22
• 1.6 研究內(nèi)容22-23
• 第二章 實驗材料及方法23-31
• 2.1 材料23
• 2.2 設(shè)備23-24
• 2.3 實驗分析24-31
• 2.3.1 壁厚均勻性測量24-25
• 2.3.2 平直度分析25-26
• 2.3.3 金相分析26-27
• 2.3.4 晶粒度分析27
• 2.3.5 拉伸試驗27-28
• 2.3.6 彎曲試驗28-29
• 2.3.7 腐蝕速率29-30
• 2.3.8 斷口分析30
• 2.3.9 能譜分析30-31
• 第三章 鎂合金擠壓及熱處理工藝31-38
• 3.1 擠壓工藝31-32
• 3.2 擠壓工藝參數(shù)32-34
• 3.2.1 坯料溫度32
• 3.2.2 擠壓比32-33
• 3.2.3 模具溫度33
• 3.2.4 擠壓速度33
• 3.2.5 潤滑條件33-34
• 3.3 工藝設(shè)計34-37
• 3.3.1 工藝方案的確定34-35
• 3.3.2 棒材擠壓35
• 3.3.3 管材擠壓35-36
• 3.3.4 管材的熱處理工藝36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 擠壓態(tài)AZ31 鎂合金組織性能分析38-55
• 4.1 鑄態(tài)AZ31 鎂合金38-40
• 4.1.1 均勻化熱處理38
• 4.1.2 性能分析38-40
• 4.2 擠壓態(tài)AZ31 鎂合金細管40
• 4.3 擠壓態(tài)AZ31 鎂合金細管40-45
• 4.3.1 組織分析40-41
• 4.3.2 力學性能分析41-42
• 4.3.3 斷口分析42-43
• 4.3.4 壁差率分析43-45
• 4.4 熱處理態(tài)AZ31 鎂合金細管45-54
• 4.4.1 不同熱處理溫度45-48
• 4.4.2 不同熱處理時間48-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 鎂合金細管拉拔及模擬體液腐蝕55-65
• 5.1 拉拔55-59
• 5.1.1 拉拔細管55-56
• 5.1.2 顯微組織分析56-58
• 5.1.3 力學性能分析58-59
• 5.1.4 斷口分析59
• 5.2 模擬體液腐蝕59-63
• 5.2.1 腐蝕機理59-60
• 5.2.2 腐蝕實驗60-61
• 5.2.3 腐蝕速度61
• 5.2.4 腐蝕產(chǎn)物61-62
• 5.2.5 腐蝕形貌62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文71-73
• 致謝73

【參考文獻】

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：763351