MgSnMn與MgSnZnMn合金先時(shí)效后擠壓變形的工藝研究.pdf_第1頁(yè)
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1、鎂及鎂合金由于其獨(dú)特的機(jī)械和力學(xué)性能,良好的生物相容性、可吸收降解性而被譽(yù)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(qiáng)化、熱處理強(qiáng)化、變形強(qiáng)化等方式。本文通過(guò)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(gè)時(shí)效溫度對(duì)以上兩種合金進(jìn)行時(shí)效處理。通過(guò)觀察顯微組織演變過(guò)程及測(cè)試不同時(shí)效時(shí)間點(diǎn)的顯微硬度,分析了不同時(shí)效工藝下兩種合金中第二相析出的動(dòng)力學(xué)演變特征,進(jìn)而獲得了最佳時(shí)效強(qiáng)化組織的時(shí)效工藝參數(shù)。將固溶態(tài)與經(jīng)不同時(shí)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(yàn)測(cè)試等方法對(duì)

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(shí)效強(qiáng)化對(duì)兩種合金擠壓變形性能的影響。
  研究結(jié)果表明:對(duì)于Mg-3Sn-0.5Mn和Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn兩種合金,時(shí)效溫度為160℃時(shí),第二相析出的緩慢而細(xì)小且呈彌散分布,即使過(guò)時(shí)效后析出相的長(zhǎng)大聚集現(xiàn)象仍不明顯,時(shí)效前后合金的晶粒尺寸、形態(tài)并無(wú)明顯變化;相比于固溶態(tài)和其他3種時(shí)效溫度來(lái)說(shuō),經(jīng)160℃時(shí)效強(qiáng)化處理的合金,其綜合性能最優(yōu)。
  對(duì)固溶態(tài)及

4、160℃不同時(shí)效時(shí)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(duì)比拉伸試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩種合金分別經(jīng)160℃時(shí)效552h和160℃時(shí)效624h后擠壓合金的力學(xué)性能最好,其抗拉強(qiáng)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(duì)均勻。結(jié)果說(shuō)明經(jīng)過(guò)160℃時(shí)效處理,不但可通過(guò)第二相析出實(shí)現(xiàn)時(shí)效強(qiáng)化,同時(shí)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(shí)效552h和160℃時(shí)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(shí),得到的晶粒和第二相尺寸較小而且均勻,抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到271.9 MPa和283.3 MPa,即MgSnM

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