MgSnMn與MgSnZnMn合金先時效后擠壓變形的工藝研究.pdf

1、鎂及鎂合金由于其獨特的機械和力學(xué)性能，良好的生物相容性、可吸收降解性而被譽為二十一世紀(jì)的“綠色”材料，進(jìn)而在臨床醫(yī)學(xué)的心腦血管、口腔、骨科、外科等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景，其力學(xué)性能上的不足是限制醫(yī)用鎂合金廣泛應(yīng)用的原因之一。
　　目前，工程上提高鎂合金性能主要依靠合金化強化、熱處理強化、變形強化等方式。本文通過熔煉澆鑄制備了Mg-3Sn-0.5Mn和Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn兩種醫(yī)用鎂合金，選擇160℃、180℃、200℃和

2、240℃四個時效溫度對以上兩種合金進(jìn)行時效處理。通過觀察顯微組織演變過程及測試不同時效時間點的顯微硬度，分析了不同時效工藝下兩種合金中第二相析出的動力學(xué)演變特征，進(jìn)而獲得了最佳時效強化組織的時效工藝參數(shù)。將固溶態(tài)與經(jīng)不同時效工藝處理的Mg-3Sn-0.5Mn三元和Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn四元鎂合金分別進(jìn)行不同溫度、不同變形量的擠壓變形處理，獲得直徑分別為10mm及20mm的棒材。利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡觀察及拉伸試驗測試等方法對

3、不同擠壓工藝下合金的顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行表征，系統(tǒng)研究了時效強化對兩種合金擠壓變形性能的影響。
　　研究結(jié)果表明：對于Mg-3Sn-0.5Mn和Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn兩種合金，時效溫度為160℃時，第二相析出的緩慢而細(xì)小且呈彌散分布，即使過時效后析出相的長大聚集現(xiàn)象仍不明顯，時效前后合金的晶粒尺寸、形態(tài)并無明顯變化；相比于固溶態(tài)和其他3種時效溫度來說，經(jīng)160℃時效強化處理的合金，其綜合性能最優(yōu)。
　　對固溶態(tài)及

4、160℃不同時效時間處理后的Mg-3Sn-0.5Mn、Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金進(jìn)行相同擠壓工藝下（擠壓溫度：300℃，擠壓比：16）的變形處理，對比拉伸試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種合金分別經(jīng)160℃時效552h和160℃時效624h后擠壓合金的力學(xué)性能最好，其抗拉強度分別為264.8 MPa和275.7 MPa，擠壓態(tài)合金的晶粒尺寸細(xì)小且相對均勻。結(jié)果說明經(jīng)過160℃時效處理，不但可通過第二相析出實現(xiàn)時效強化，同時顯著提高M(jìn)g-3Sn

5、-0.5Mn和Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn兩種合金的擠壓性能。
　　Mg-3Sn-0.5Mn和Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金分別160℃時效552h和160℃時效624h后，研究經(jīng)不同擠壓工藝（擠壓溫度300℃、350℃，擠壓比16、64）變形的組織和力學(xué)性能，結(jié)果顯示兩種合金均在擠壓溫度300℃、擠壓比64的變形時，得到的晶粒和第二相尺寸較小而且均勻，抗拉強度分別達(dá)到271.9 MPa和283.3 MPa，即MgSnM