血管支架用超細晶Mg-Zn-Y-Nd合金組織及性能的研究.pdf

1、往復擠壓(CEC)作為一種新型大塑性變形(SPD)技術，在超細晶金屬材料制備方面表現出很大的應用潛力。本文以擁有自主知識產權的血管支架用Mg-Zn-Y-Nd合金為研究對象，采用已經發(fā)展較為成熟的等通道轉角擠壓(ECAP)技術和正在快速發(fā)展的CEC技術，通過這兩種SPD工藝來制備細晶鎂合金，并采用光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、室溫拉伸實驗、高溫拉伸實驗、動電位極化曲線測試、體外腐蝕實驗等測試手段，對SPD變形過程中晶粒細化

2、的主要機制、加工前后室溫力學性能的變化情況、超細晶鎂合金的超塑性變形行為以及其在模擬體液(SBF)中的降解行為進行詳細研究。
　　微觀組織觀察結果表明，CEC對Mg-Zn-Y-Nd合金具有強烈的細化作用，細化后的顯微組織呈均勻的等軸晶，部分第二相顆粒沿著晶界呈條狀團簇分布，同時部分固溶析出的第二相顆粒晶粒極為細?。ㄉ踔吝_到納米級），均勻分布在晶粒內部;ECAP試樣同樣呈現出等軸晶組織，但由于變形溫度過高發(fā)生動態(tài)再結晶的晶粒長大現象

3、，第二相顆粒較為均勻的分布在基體內和晶界上，并未形成團簇狀，部分第二相顆粒沿著擠壓方向有一定的方向性;而正擠壓10～15μm大晶粒周圍被發(fā)生動態(tài)再結晶的3～5μm小晶粒所包圍，顯微組織不均勻，第二相顆粒在合金中平行于擠壓方向呈條帶狀團簇分布。
　　研究發(fā)現，CECMg-Zn-Y-Nd合金主要是通過合金發(fā)生完全動態(tài)再結晶從而細化晶粒，而第二相種類和數量的增多對于促進鎂合金在擠壓變形過程中的組織細化非常有效。
　　室溫力學性能實

4、驗表明，具有超細晶組織的CEC試樣的抗拉強度為297MPa，高于ECAP試樣的239MPa和正擠壓試樣的280MPa，遵循經典的Hall-petch公式。ECAP試樣屈服強度大幅度下降表明，變形溫度對屈服強度的影響要比抗拉強度明顯，ECAP試樣與正擠壓、CEC試樣相比屈服強度下降幅度高于50％，抗拉強度的下降小于20％。
　　特別值得注意的是經過CEC和ECAP加工后，Mg-Zn-Y-Nd合金的伸長率有了顯著提高，分別達到了29.

5、4％和30.1％。Mg-Zn-Y-Nd合金塑性的改善主要在于斷裂方式的改變。正擠壓態(tài)試樣的斷裂方式為穿晶斷裂，ECAP和CEC試樣的斷裂方式是沿第二相與基體界面或晶界斷裂，而在ECAP試樣中發(fā)現大量孿晶表明其變形主要是通過孿晶和滑移的相互作用。
　　高溫拉伸實驗結果表明，CEC超細晶Mg-Zn-Y-Nd合金在溫度為250～350℃，應變速率為1×10-4s-1～1×10-2s-1范圍內具備優(yōu)異的超塑性，當溫度升高到350℃，應變速