Mg-Zn-Mn-Ca镁合金热处理和挤压工艺的研究

发布时间：2017-11-06 04:13

  本文关键词：Mg-Zn-Mn-Ca镁合金热处理和挤压工艺的研究

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【摘要】：镁合金因其储量丰富、质轻、易于加工成形以及优良的物理性能，在结构材料与功能材料等方面凸显了其巨大的应用价值。纯镁的力学性能较差，通常通过合金化、热处理以及热加工的方式获得性能优异的镁合金材料。镁合金具备可降解性和良好的生物相容性，使其在医用植入材料中的应用具有明显优势，，镁合金本身的密度和弹性模量与人骨相近，自然降解后避免二次手术取出，有望代替传统骨接合材料。为获得具有优异性能的生物镁合金接骨板材料，在纯镁中加入有益于人体的Zn、Ca和Mn三种合金化元素，制备了Mg-2Zn-1.0Mn-0.5Ca合金，并经过热处理和骨板试样挤压加工改善合金的组织与性能。 本文以自行制备的Mg-2Zn-1.0Mn-0.5Ca合金为基础，利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度计和万能试验机等观察与分析检测手段研究合金的显微组织与力学性能，分析比较均匀化退火、固溶和时效处理对合金的影响，优化热处理工艺参数。研究骨板试样挤压时挤压温度和变形程度因素的影响，并对挤压态合金进行固溶与时效处理，分析其性能变化。 研究发现，Mg-2Zn-1.0Mn-0.5Ca合金的均匀化过程随温度的升高而加快，温度的升高可以适当地缩短退火时间，在退火处理8h后达到显微硬度的峰值，且合金的强度和塑性均有提高；而在固溶处理中升高温度引起晶粒长大，对合金的性能不利。在骨板试样挤压态合金组织中，晶粒大小的分布呈一定的区域性，同时挤压温度与变形程度的改变也会导致合金组织明显的变化，合金在325℃下挤压5mm厚度的板条所获得的组织最为均匀细小，性能优异。挤压态合金在固溶处理时晶粒逐渐长大同时硬度逐渐降低，随后经过单级时效或者双级时效处理后可以获得较好的塑性或强度性能。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.4;TG379

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1 裴腾;Mg-Zn-Mn-Ca镁合金热处理和挤压工艺的研究[D];哈尔滨理工大学;2015年

本文编号：1147288