稀土元素Dy对Mg-2Zn-0.5Zr生物镁合金组织与性能的影响

通过拉伸试验、浸泡实验、电化学测试、扫描电镜(SEM)以及光学显微镜(OM)等方法研究了Dy含量对Mg-2Zn-0.5Zr-xDy生物镁合金微观组织、耐腐蚀性能和力学性能的影响。结果表明:随Dy含量的增加,合金的晶粒尺寸逐渐变小,第二相逐渐增多且主要沿晶界分布,合金的平均腐蚀速率先降低后升高,合金的力学性能先升高后降低;当Dy含量为1.5 mass%时,合金的耐蚀性能和综合力学性能均最好,平均腐蚀速率从未添加稀土元素时的1.28 mm/a降为0.92 mm/a,抗拉强度和伸长率分别为154 MPa和8.6%。     

固溶处理Mg-0.5Zr-1.8Zn-xGd生物可降解镁合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能

研究了Mg-0.5Zr-1.8Zn-xGd (x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,质量分数,%) 镁合金经过470 ℃和10 h固溶处理后的组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,Gd含量在0%~2.5%范围内,随着Gd含量增加,合金晶粒尺寸逐渐减小。当Gd含量低于1.5%时,合金元素几乎完全固溶于合金基体中,第二相主要由纳米尺度的(Mg,Zn)₃Gd析出颗粒组成。当Gd含量在1.5%~2.5%范围时,合金中出现未固溶的微米尺度的(Mg,Zn)₃Gd相,并且该相数量和尺寸随着Gd含量增加而增加。由于组织均匀分布和纳米尺寸的第二相颗粒存在,Mg-0.5Zr-1.8Zn-1.5Gd合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。在120 h浸泡实验中,Mg-0.5Zr-1.8Zn-1.5Gd合金平均腐蚀速率首先降低,然后增加,接着缓慢降低,最后,随着浸泡时间延长,腐蚀速率最终变得稳定。     

挤压态生物可降解镁合金Mg-2Zn-1Y-0.5Zr的显微组织、力学性能和腐蚀行为

研究了挤压温度对挤压态Mg-2Zn-1Y-0.5Zr生物可降解镁合金动态再结晶、织构和拉伸性能的影响,基于显微组织和腐蚀形态阐述了挤压态合金在模拟体液中的腐蚀机理。结果表明,在440 ℃（E440）下挤压的合金出现双峰结构,具有粗大的未再结晶（unDRXed）晶粒和细小的再结晶（DRXed）晶粒。未再结晶区域的变形晶粒对织构强度的影响最大。460 ℃的挤压合金（E460）具有均匀的再结晶晶粒,晶粒细化后拉伸性能显著改善。同时,均匀的再结晶晶粒会弱化织构强度。E460的样品表现出最佳耐腐蚀性,腐蚀速率为0.669±0.017 mm·a^-1。     

固溶时间对Mg-2Zn-1Y-0.5Zr合金组织与腐蚀性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、浸泡测试和电化学测试等研究了Mg-2Zn-1Y-0.5Zr合金在490℃固溶4～14h后的微观组织和腐蚀性能.结果 表明:随着固溶时间的延长,合金的晶粒尺寸逐渐由98.19 μm增大到142.90 μm,合金中的第二相逐渐溶解,第二相体积分数由1.33％降到0.02％,大幅降低了第二相与合金基体之间因腐蚀电位不同而引起的微电偶腐蚀;在490℃固溶处理8h时后,合金的腐蚀速率为0.414 mm/y,自腐蚀电位为-1.525 V,自腐蚀电流密度为3.327 μA/cm2,耐蚀性能最好.     

添加Zn、Zr、Dy元素对生物镁合金耐蚀性能和力学性能的影响

通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、浸泡实验、电化学测试和拉伸试验研究了微合金化处理对生物材料镁合金的耐蚀性能和力学性能的影响。结果表明，随着Zn、Zr、Dy元素的添加，镁合金的晶粒得以细化，合金内部第二相生成并长大。将元素Zn、Zr、Dy同时添加到镁合金中时，合金的晶粒尺寸从1087 μm减小到70 μm，显微组织也变得更均匀。此外，添加Zn、Zr、Dy元素可显著改善镁合金的耐腐蚀性和力学性能。根据浸泡实验可知，添加不同元素后，合金的腐蚀速率从2.01 mm/a降低至0.92 mm/a；自腐蚀电流密度从4.22 μA/cm²降低至2.05 μA/cm²；屈服强度、极限抗拉伸强度和伸长率从30.5 MPa、69.5 MPa和6%增加到84 MPa、154 MPa和8.6%。