合金元素对变形Mg-Bi基合金组织和腐蚀行为影响的研究

发布时间：2022-01-15 10:50

　　镁合金因为低密度和高强度以及低的比强度而作为结构金属材料具有很好的工业前景。此外,镁合金本身具有良好的生物相容性、力学相容性以及生物可降解等优点,使其在医学领域的应用也得到了研究者的青睐。然而,因为镁合金的耐腐蚀性能较差,阻碍了镁合金的发展应用,尤其是在人体液体环境中,使其腐蚀速率加快。通过添加对人体无毒无害的合金化元素和变形加工处理可以同步提高镁合金耐腐蚀性能和力学性能,为新型医用镁合金的研发提供了一种可供参考的方法。因此,本文添加Sn、Al和Zn等合金元素到Mg-Bi基合金中以及轧制和挤压变形的方法来提高合金的耐腐蚀性能和力学性能,结合微观组织特性和腐蚀行为分析,揭示其腐蚀机制和强化机制,从而获得机械性能和耐腐蚀性能较好的优化合金成分和变形工艺。研究结果表明:（1）为了获得合金化元素Sn的最佳含量,研究了轧制态Mg-6Bi-x Sn（x=0%、1%、2%和3 wt.%）四种合金的组织演变和性能。合金的硬度值随着Sn含量的增加而增大,这主要是由于细小的晶粒和弥散分布的第二相颗粒的共同作用的结果,另外,随着Sn含量的增加,腐蚀速率先减小再增大,这是因为晶粒细化降低合金的腐蚀速率和过多的... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁及镁合金
        1.2.1 纯镁
        1.2.2 镁合金
        1.2.3 镁及镁合金的应用
    1.3 镁合金的腐蚀
        1.3.1 镁合金腐蚀的类型
        1.3.2 镁合金腐蚀的影响因素
    1.4 选题背景
    1.5 研究内容及目的
第二章 实验合金的制备及测试
    2.1 实验技术路线
    2.2 合金的制备
        2.2.1 熔炼合金
        2.2.2 熔炼工艺
        2.2.3 固溶处理
        2.2.4 变形加工
    2.3 显微组织观察
        2.3.1 光学显微组织(OM)观察
        2.3.2 X射线衍射仪(XRD)分析
        2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)观察
        2.3.4 X光电子能谱(XPS)测试
    2.4 腐蚀速率测试
        2.4.1 试样的制备及溶液配制
        2.4.2 失重法测量
        2.4.3 析氢法测量
    2.5 电化学测量
        2.5.1 试样的制备
        2.5.2 电化学测试
    2.6 力学性能测试
        2.6.1 显微硬度测试
        2.6.2 室温拉伸性能测试
第三章 Sn元素添加对Mg-Bi-xSn合金显微组织和性能的影响
    3.1 引言
    3.2 微观组织
    3.3 硬度测试
    3.4 腐蚀性能测试
        3.4.1 失重腐蚀
        3.4.2 极化曲线测试
        3.4.3 腐蚀形貌分析
    3.5 小结
第四章 轧制对Mg-Bi-Sn合金组织和腐蚀行为的研究
    4.1 引言
    4.2 微观组织
    4.3 腐蚀性能测试
        4.3.1 析氢腐蚀
        4.3.2 开路电位和极化曲线测试
        4.3.3 电化学阻抗谱测试
    4.4 腐蚀以后的微观组织
        4.4.1 腐蚀产物和XPS分析
        4.4.2 腐蚀形态
        4.4.3 腐蚀机理
    4.5 小结
第五章 Al、Zn添加对正挤压态Mg-Bi合金组织、性能和腐蚀行为影响的研究
    5.1 引言
    5.2 微观组织结构
    5.3 拉伸性能
    5.4 腐蚀性能测试
        5.4.1 析氢腐蚀测试
        5.4.2 极化曲线测试
        5.4.3 电化学阻抗谱测试
    5.5 腐蚀以后的微观组织
        5.5.1 腐蚀产物
        5.5.2 XPS分析
        5.5.3 腐蚀形貌
    5.6 讨论
        5.6.1 微观结构对拉伸性能的影响
        5.6.2 微观结构对腐蚀性能的影响在挤压态镁合金
    5.7 结论
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Microstructure, Mechanical Properties, Corrosion Behavior and Biocompatibility of As-Extruded Biodegradable Mg–3Sn–1Zn–0.5Mn Alloy[J]. Lida Hou,Zhen Li,Hong Zhao,Yu Pan,Sergey Pavlinich,Xiwei Liu,Xinlin Li,Yufeng Zheng,Li Li.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(09)
[2]Bi添加对挤压纯Mg组织和力学性能的影响[J]. 孟帅举,余晖,张慧星,崔红卫,王志峰,赵维民.  金属学报. 2016(07)
[3]挤压态Mg-Sn-Ca合金的显微组织、力学及生物腐蚀性能（英文）[J]. 赵朝勇,潘复生,潘虎成.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(06)
[4]Microhardness,Microstructure and Electrochemical Efficiency of an Al（Zn/xMg） Alloy after Thermal Treatment[J]. Socorro Valdez,M.Suarez,O.A.Fregoso,J.A.Juárez-Islas.  Journal of Materials Science & Technology. 2012(03)
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[6]挤压变形对镁合金组织与力学性能的影响[J]. 刘莹,王炳德,王忠堂.  材料热处理学报. 2011(05)
[7]镁合金成形技术的开发与应用[J]. 高仑.  轻合金加工技术. 2004(03)
[8]变形镁合金的研究、开发及应用[J]. 余琨,黎文献,王日初,马正青.  中国有色金属学报. 2003(02)
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[10]轻合金在汽车上的应用[J]. 彭晓东,李玉兰,刘江.  机械工程材料. 1999(02)



本文编号：3590486