可溶性xFe-Mg-6Al-1Zn鎂基復(fù)合材料的研究.pdf

1、鎂是儲(chǔ)量最豐富的金屬元素之一，從而得到了廣泛的研究。但由于鎂合金的耐蝕性和成形性差，大部分學(xué)者集中在研究如何提高鎂合金的耐蝕性及成形性能，而對(duì)于鎂合金易腐蝕的特性應(yīng)用的研究很少，尤其是關(guān)于如何增加鎂合金腐蝕速率，作為高速率可降解材料應(yīng)用的研究，目前文獻(xiàn)中鮮有報(bào)道。另外，F(xiàn)e是一種可以有效的加快鎂合金腐蝕速率但不能溶于鎂合金中的金屬元素之一。因此，本文主要研究一種高速率鎂基體復(fù)合材料(xFe/Mg-6Al-1Zn)制備工藝，分析熱處理方式

2、對(duì)其微觀組織、腐蝕性能和力學(xué)性能的影響，為制備一種高速率可降解材料提供了理論基礎(chǔ)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①采用粉末冶金法制備原材料，先將Fe、Mg、Al、Zn粉末按相應(yīng)的比例混合研磨，在室溫下通過(guò)液壓機(jī)（缸內(nèi)壓力為2500KN）預(yù)壓成型，獲得生坯（h=76±1 mm，d=78±1mm）；將生坯在370℃下保溫1 h后，按擠壓比25:1熱擠壓成直徑為16mm圓棒，獲得不同F(xiàn)e含量擠壓態(tài)xFe/Mg-6Al-1Zn（x=0,1,3

3、,5,7）鎂基復(fù)合材料。②通過(guò)對(duì)擠壓態(tài) xFe/Mg-6Al-1Zn鎂基復(fù)合材料微觀組織的觀察，晶粒未全部完成動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，且晶粒尺寸不均勻；Fe不溶于鎂基體，并以顆粒形式均勻地分布在鎂基體中，第二相β-Mg17Al12沿著擠壓方向呈纖維狀分布。隨Fe含量增加，腐蝕速率增加，當(dāng)含F(xiàn)e量為7 wt.％時(shí)，最大腐蝕速率為2.4 ml h-1 cm-2左右；當(dāng)Fe含量為3 wt.%，獲得最大抗壓強(qiáng)度384MPa。但相同成分試樣壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線

4、重合性差，且力學(xué)性能不穩(wěn)定。③xFe/Mg-6Al-1Zn鎂基復(fù)合材料經(jīng)過(guò)350℃退火1h后，晶粒完成靜態(tài)再結(jié)晶，晶粒分布仍不均勻；第二相減少，且由纖維狀變?yōu)閴K狀。退火后腐蝕速率降低，當(dāng)Fe含量為7 wt.%時(shí)，獲得最高腐蝕速率1.75 ml h-1 cm-2左右，抗壓強(qiáng)度為370MPa，此時(shí)，力學(xué)性能穩(wěn)定，壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線重合度高。④xFe/Mg-6Al-1Zn鎂基復(fù)合材料經(jīng)過(guò)400℃固溶12 h+200℃時(shí)效8 h后，晶粒長(zhǎng)大；第