擠壓工藝對(duì)血管支架用Mg-Zn-Y-Nd合金組織和性能的影響.pdf

1、本文通過正擠壓工藝和往復(fù)擠壓工藝對(duì)鑄態(tài)Mg-Zn-Y-Nd合金進(jìn)行加工,采用OM、XRD、SEM&EDS、拉伸實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)、失重分析等測(cè)試手段,研究了正擠壓溫度、擠壓比及往復(fù)擠壓道次對(duì)Mg-Zn-Y-Nd合金顯微組織、力學(xué)性能和腐蝕性能的影響,并探討往復(fù)擠壓工藝參數(shù)對(duì)合金組織和性能的影響機(jī)理,為Mg-Zn-Y-Nd合金應(yīng)用于血管支架材料的加工方法提供了依據(jù)。
　　 研究結(jié)果表明:正擠壓工藝加工的合金,由于發(fā)生不完全動(dòng)態(tài)再結(jié)晶

2、,顯微組織不均勻,第二相顆粒尺寸大小不一,形貌多呈短桿狀分布在晶界處,具體的顯微組織特征隨擠壓工藝參數(shù)不同而有所差異。
　　 在相同擠壓比條件下,隨著正擠壓溫度的升高,晶粒尺寸逐漸長(zhǎng)大,在擠壓比為56的條件下,當(dāng)正擠壓溫度為270℃時(shí),晶粒尺寸為5～8μm,320℃時(shí)合金的晶粒尺寸為10～13μm,當(dāng)正擠壓溫度達(dá)到370℃時(shí),合金的晶粒尺寸為15～20μm;第二相顆粒尺寸略有長(zhǎng)大,體積分?jǐn)?shù)逐漸減小。
　　 在相同擠壓溫度

3、條件下,不同擠壓比對(duì)應(yīng)合金的晶粒大小有所不同,隨著擠壓比的增加,合金的晶粒尺寸略有減小,但是變化不大,當(dāng)擠壓比增加到一定數(shù)值后,晶粒尺寸變化不再明顯。
　　 Mg-Zn-Y-Nd合金經(jīng)過往復(fù)擠壓后,隨著往復(fù)擠壓道次的增加,合金的顯微組織逐漸趨于均勻,晶粒尺寸逐漸減小,納米級(jí)第二相顆粒均勻分布在晶粒內(nèi)部;其中,往復(fù)擠壓1道次合金的顯微組織不均勻,細(xì)晶粒尺寸約1～3μm,粗晶粒尺寸約4～7μm;而經(jīng)過2道次和4道次往復(fù)擠壓后的合金,

4、其晶粒尺寸約1μm,明顯細(xì)化,顯微組織為均勻的等軸晶組織;第二相發(fā)生明顯破碎,沿著晶界呈斷續(xù)狀分布,同時(shí),有些第二相形成團(tuán)簇狀分布,固溶析出的納米級(jí)顆粒均勻分布在晶粒內(nèi)部,這些第二相的尺寸約為200nm。
　　 力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明:在正擠壓工藝條件下,當(dāng)正擠壓溫度為320℃、擠壓比為36時(shí),合金的綜合力學(xué)性能較好,抗拉強(qiáng)度值為268MPa,屈服強(qiáng)度值為212MPa,伸長(zhǎng)率為34.5％;在往復(fù)擠壓工藝條件下,經(jīng)過2道次擠壓的合金

5、,其力學(xué)性能較好,合金的抗拉強(qiáng)度為316MPa,屈服強(qiáng)度值為238MPa,伸長(zhǎng)率為30.7%;與鑄態(tài)合金的力學(xué)性能(抗拉強(qiáng)度209MPa,屈服強(qiáng)度105MPa,伸長(zhǎng)率8%)相比,經(jīng)過正擠壓和往復(fù)擠壓工藝加工的合金,力學(xué)性能都得到了明顯的改善,滿足其作為血管支架材料的性能要求。
　　 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在相同擠壓比的條件下,隨著正擠壓溫度的升高,合金的自腐蝕電位逐漸升高,腐蝕電流密度隨之降低;當(dāng)正擠壓溫度為370℃條件下,在擠壓

6、比為56時(shí),合金有較好的電化學(xué)腐蝕性能,自腐蝕電位為-1.705V,腐蝕電流密度為1.375e-5A·cm-2;不同道次往復(fù)擠壓工藝加工的合金,隨著往復(fù)擠壓道次的增加,合金的腐蝕電位值逐漸增高,往復(fù)擠壓4道次合金的電化學(xué)腐蝕性能較好,腐蝕電位為-1.723V,腐蝕電流密度為5.775e-5A·cm-2。結(jié)果表明往復(fù)擠壓4道次合金的腐蝕電位雖然與擠壓態(tài)合金相比數(shù)值要低,但是腐蝕電流密度與擠壓態(tài)相比降低了一個(gè)數(shù)量級(jí),因此往復(fù)擠壓工藝加工的合