复合挤压对Mg-4Sn-2Al-1Zn合金组织及力学性能的影响

针对镁合金室温强度低、塑性差的问题,采用复合挤压工艺在250℃对Mg-4Sn-2Al-1Zn合金进行了挤压,研究了复合挤压对合金的组织演变、织构及力学性能的影响。结果表明,复合挤压能将Mg-4Sn-2Al-1Zn合金的晶粒尺寸由45.2μm细化至3.1μm,组织均匀。挤压后的合金硬度提升,均匀性改善,屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别为204 MPa、287 MPa和21.0%,较匀质态分别提高了140.0%、91.3%和156.1%。动态再结晶是晶粒细化的主要机制,晶粒细化以及挤压后基面织构增强、织构向挤压方向均匀扩展使合金强度、塑性提高,挤压过程中Mg2Sn相破碎进一步提高了合金的力学性能。上述研究表明复合挤压是一种能有效提高镁合金综合性能的工艺。     

挤压对Mg-Mn-Zn合金力学性能和腐蚀行为的影响

研究了铸态和挤压态Mg-Mn-Zn合金的微观组织、力学性能和在模拟人体体液中的腐蚀行为。结果表明:铸态Mg-Mn-Zn合金的平均晶粒尺寸为300μm;而挤压后Mg-Mn-Zn合金的平均晶粒尺寸降低为9μm。挤压态与铸态Mg-Mn-Zn合金相比,抗拉强度由174.5MPa提高到280.2MPa,屈服强度由43.6MPa提高到246.5MPa,伸长率达到21.6%。铸态Mg-Mn-Zn合金断口呈脆性断裂,挤压态合金为韧性断裂。挤压态Mg-Mn-Zn合金的耐蚀性能也明显高于铸态Mg-Mn-Zn合金。     

超细晶反挤压Mg-8Sn-1Al-1Zn合金的组织和性能

采用OM、SEM、XRD、EBSD、TEM和电子材料试验机等手段研究了超细晶反挤压Mg-8%Sn-1Al-1Zn(质量分数)合金的组织和力学性能。结果表明:在250℃下,通过反挤压可以制备出具有超细晶组织的高强度Mg-8Sn-1Al-1Zn合金。在反挤压过程中,大部分粗大晶粒均通过动态再结晶转变为细小的等轴晶,其平均晶粒尺寸为1.92μm。另外,合金中存在大量的微米和纳米级Mg2Sn颗粒相。反挤压合金表现出典型的基面纤维织构。上述组织特征是动态再结晶、孪晶和第二相共同作用的结果。合金的室温抗拉屈服强度和压缩屈服强度分别为285和260MPa,合金的拉伸/压缩屈服点比率R高达0.91。合金的高强度和高R值主要归因于合金的细晶组织以及弥散分布的微纳米级第二相。     

Mg-4Zn-1Ca合金在0.9%NaCl溶液中腐蚀行为的电化学噪声分析

采用扫描电镜及X射线衍射仪对铸态Mg-4Zn-1Ca(wt%)合金的微观组织和相组成进行分析。利用电化学噪声测试,通过时域和频域分析方法研究了合金在0.9%Na Cl溶液中的腐蚀行为。结果表明,Mg-4Zn-1Ca合金由α-Mg固溶体和(α-Mg+Ca2Mg6Zn3)共晶组成;在电化学腐蚀过程中,作为阴极的Ca2Mg6Zn3相,与基体构成电偶腐蚀,加速了基体的腐蚀。在浸泡腐蚀的全过程中,电流噪声功率谱密度曲线高频线性部分的斜率近于-20 d B/(°),表明合金发生了局部腐蚀。合金的腐蚀过程可分为三个阶段,即阳极溶解过程、腐蚀产物层的反复破裂与修复过程,以及逐渐增强的腐蚀产物层对合金的保护作用。     

固溶处理对Mg-3Gd-1Zn合金在模拟体液中腐蚀性能的影响

目的探究固溶处理对Mg-3Gd-1Zn生物镁合金腐蚀性能的影响规律。方法对Mg-3Gd-1Zn镁合金进行不同温度的固溶处理,随后进行时效处理。采用扫描电镜(SEM)对合金的显微组织进行观察,利用失重法和析氢法测试合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能,利用极化曲线和交流阻抗谱对合金的电化学行为进行评估。结果由失重法计算结果可知,T6-460、T6-510、T6-520和T6-530合金在SBF中浸泡120h后的腐蚀速率分别为2.48、1.19、0.86、1.17 mm/a,即随着固溶温度的增加,合金的腐蚀速率顺序为:T6-460T6-510T6-530T6-520。析氢测试结果表明,随着浸泡时间的增加,T6-460与T6-510合金的腐蚀速率升高,而T6-520与T6-530合金的腐蚀速率变化较小,浸泡120 h后的析氢分析结果与失重法计算结果趋势一致。电化学测试表明,T6-460、T6-510、T6-520和T6-530合金的电流密度分别为8.01×10~(-5)、3.85×10~(-5)、3.30×10~(-5)、3.90×10~(-5)A/cm~2。随着固溶温度的增加,合金的容抗弧半径先增加后减小。合金在腐蚀过程中发生了点蚀。结论四种测试方法均表明T6-520镁合金表现出最佳的耐蚀性。     

挤压态Mg99.2Ca0.6Mn0.2合金的力学行为及腐蚀性能研究

研究了挤压态Mg99.2Ca0.6Mn0.2镁合金的位伸行为和压缩行为,探讨了合金在不同PH值的SBF模拟体液中的电化学极化曲线和阻抗谱,以评定合金的腐蚀性能,为镁合金植入材料的制备提供依据。结果表明：挤压态Mg99.2Ca0.6Mn0.2合金表现出准解理断裂的特征,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为279 MPa、251 MPa和11%,抗压强度为330 MPa。腐蚀介质的PH值对合金的腐蚀性能有显著影响。随着腐蚀介质PH值升高,阻抗谱弧半径大幅度增大,合金的腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,合金的腐蚀速率明显下降。在阻抗谱的低频端出现了一个时间常数。PH值为7.2和10的SBF溶液中的瞬时腐蚀速率分别为4.1 mm/a和0.2 mm/a。     

Ti合金在人工体液中的电化学腐蚀动力学参数

采用电化学方法测定了不同成分的Ti-Fe-Mo-Nb-Zr合金在Hank's人工模拟体液中的阳极化曲线。通过回归拟合方法得到了各成分组合的腐蚀动力学参数，采用BP神经网络系统建立了Fe,Mn,Zr,Mo,Nb元素的成分组合与腐蚀动力学参数之间的非线性关系及各元素质量分数与腐蚀速度的关系，并通过试验进行了验证，预测结果与实际测定结果相符合。     

挤压态Mg-2Zn-0.5Gd-1Y-0.5Mn合金的组织特征、力学性能和体外腐蚀行为（英文）

为改善医用镁合金微观组织特征与降解行为,采用挤压形变工艺改变医用镁合金的晶粒尺寸特征及析出相/金属间化合物尺寸、分布规律,探究了挤压态医用Mg-2Zn-0.5Gd-1Y-0.5Mn镁合金微观结构特征及降解行为。结果表明：不同的热挤压变形并没有改变Mg-2Zn-0.5Gd-1Y-0.5Mn镁合金中第二相的类型,但改变了第二相的分布和形貌。Mg-2Zn-0.5Gd-1Y-0.5Mn镁合金的成分主为α-Mg和W-Mg₃Y₂Zn₃。电化学测试结果表明,铸态、挤压370℃和挤压390℃合金腐蚀电流密度分别为2.498、3.656、1.012μA·cm^-2。这是由于铸态组织中析出相/金属间化合物呈带状分布在基体中,可作为微阴极形成电偶腐蚀位点,加速合金腐蚀速率。合金在370℃挤压时,由于实际温度较低,部分粗化相未能充分溶解到α-Mg基体中,随着析出相数量增加及分布混乱无序,微阴极面积比例增大,进而导致腐蚀速率加剧。而390℃挤压态镁合金的挤压速度快、耗散行为慢,且铸锭与挤压机间摩擦强烈,已发生充分动态再结晶行为...     

挤压态低合金化Mg-0.5Bi-0.5Y-0.2Zn合金的腐蚀行为及力学性能（英文）

研发一种新型低合金化Mg-Bi-Y-Zn合金系,该合金系在673 K的挤压温度下成功成型。通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、电化学试验和拉伸试验研究挤压态合金的腐蚀行为和拉伸性能。挤压后,合金表现出几乎完全的动态再结晶组织和典型的挤压织构,在晶粒内可以观察到一些亚微米级析出相。在SBF溶液中,合金的腐蚀模式由最初的点蚀为主转变为中间过程的丝状腐蚀为主;最后经长时间浸泡后,腐蚀模式转变为丝状腐蚀和局部晶粒脱落。挤压态Mg-0.5Bi-0.5Y-0.2Zn合金的屈服强度为237 MPa,极限抗拉强度为304 MPa,伸长率为31%,平均腐蚀速率为0.14 mm/a。由此可见,该合金表现出良好的拉伸性能和耐腐蚀性能匹配度,这主要归因于其均匀的晶粒结构和亚微米级析出相。因此本文所研发的Mg-0.5Bi-0.5Y-0.2Zn合金具有在生物医药领域的广阔应用前景。     

医用Mg-Zn-Ca合金在模拟体液中的腐蚀行为

利用铸造技术制备不同成分的医用Mg-Zn-Ca合金,在470℃对部分合金进行24 h的固溶处理.测试合金在模拟体液中的腐蚀行为.结果表明,合金经过固溶处理后其在模拟体液(hank's)中的电化学自腐蚀电位均出现正偏移现象,耐浸泡腐蚀性能也有较大的提高.在模拟体液中,未经固溶处理合金中的最大腐蚀速率达到5.3265 mm/a,经过固溶处理后合金的最大腐蚀速率降低到0.8632 mm/a.说明固溶处理后合金具有较好的耐腐蚀性能.     

4种铸造镁合金在SBF溶液中的腐蚀行为研究

比较了ZK60、AM60、AZ31和AZ91D等4种铸造镁合金在SBF模拟体液中浸泡72 h的腐蚀性能。利用SEM观察了镁合金腐蚀后的显微形貌,根据失重法计算了镁合金的腐蚀速率,采用极化曲线和电化学阻抗方法进一步评价了镁合金的耐蚀性。研究表明,AZ91D合金腐蚀速率最低,并且呈均匀腐蚀。AZ31合金耐蚀性最差,且点蚀严重,AM60和ZK60合金的耐蚀性相近。     

Mg-1Mn-1Zn镁合金的组织与腐蚀行为研究

采用金属型铸造制备Mg-1Mn-1Zn(wt％)三元合金,并将其挤压成棒材.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、浸泡试验法等研究了Mg-1Mn-Zn合金的微观组织及其在0.9％NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,Mg-1Mn-1Zn合金室温组织由树枝状的α-Mg相、非平衡共晶MgZn化合物相和脱溶析出的α-Mn相构成.热挤压使等轴晶粒沿挤压方向被拉长,呈现纤维状组织.Mg-1Mn-1Zn合金的平均腐蚀速率随时间增加逐渐降低.经过264 h浸泡后,挤压态Mg-1Mn-1Zn合金的平均腐蚀速率为0.44 mm/a,比铸态合金的低26.7％.     

Zn对挤压态Mg-3Sn-1Ca合金耐蚀性的影响

目的 提高挤压态Mg-3Sn-1Ca合金的耐腐蚀性能。方法 通过合金熔炼制备了Mg-3Sn-Ca(TX31)和Mg-3Sn-Ca-Zn(TXZ311)两种挤压态合金,利用XRD、金相、SEM、EDS、EBSD、析氢、电化学极化曲线和阻抗谱,分析了TX31和TXZ311两种合金的微观组织及耐腐蚀性能。结果 XRD和EDS结果表明,挤压态TX31和TXZ311两种合金中第二相均为CaMgSn相,TXZ311合金中由于Zn的添加,CaMgSn相增加且分布更加均匀。金相和EBSD结果表明,Zn的添加可以提高TX31合金的动态再结晶程度和{0002}基面织构强度,改善TX31合金中组织的不均匀性。从极化曲线上可得,腐蚀电位和腐蚀电流分别为-1.57V和6.95×10^-5 A。添加Zn后,腐蚀电位升高(-1.49 V),腐蚀电流减小(1.02×10^-5 A),表明合金耐蚀性提高。对比两种合金阻抗谱可发现,TXZ311合金具有比TX31合金更大的容抗弧,表明其表面的电荷转移电阻和表面膜的电阻最高,动态腐蚀过程中氧化产物膜具有较好的稳定性,有效阻碍了α-Mg...     

WE43镁合金表面电沉积羟基磷酸钙膜层在模拟体液中的耐腐蚀性

用电沉积方法在WFA3镁合金上制备了羟基磷酸钙(简称HA)膜层,发现这样制备的HA膜层具备双层结构.XRD分析表明,预沉积层的主要成分为磷酸氢钙和羟基磷酸钙,经过热浸处理后最终膜层的主要成分为羟基磷酸钙和氢氧化钙.微观形貌研究表明,磷酸氢钙为片状,羟基磷酸钙为梭形.在类似人体血浆的模拟体液(simulatedbody ...     

PBS人工模拟体液中纤维蛋白原对CoCrNi合金的腐蚀行为的影响

采用电化学测试技术研究了在PBS人工模拟体液中纤维蛋白原对CoCrNiMo和CoCrNiW合金腐蚀行为的影响.结果表明,CoCrNi合金具有良好的耐孔蚀性能,其钝化电位区较宽,且电位扫描曲线滞后环面积小.用EDX能谱对试样进行分析发现,在CoCrNi合金表面形成了Co,Cr,Ni,Mo,W等的钝性金属氧化物膜.纤维蛋白原在CoCrNi合金表面发生了吸附,且吸附的蛋白质分布不连续.用紫外吸收法测量CoCrNiMo和CoCrNiW对纤维蛋白原的吸附量分别为10.628 μg/cm2和9.561μg/cm2.含有纤维蛋白原的PBS人工模拟体液中CoCrNi合金的腐蚀行为可用吸附理论解释.其反应步骤为:(1)氧原子吸附在合金能量较高的活性点上,形成较为稳定的吸附氧化膜;(2)纤维蛋白原扩散到合金表面以形成络合物的形式与氧原子构成竞争吸附;(3)形成的金属络合物向溶液产生电化学迁移,破坏了合金表面的钝性氧化膜,使icorr值显著增大,加剧了合金的腐蚀.     

Hank‘s人工模拟体液中离子注氮对4种植入金属材料腐蚀行为的影响

采用电化学测试技术研究了离子注氮对SUS316L不锈钢，Co-Cr合金，工业纯钛和Ti-6Al-4V植入合金在Hank’s人工模拟体液中腐蚀行为的影响。腐蚀电位和极化曲线的测量结果表明，注氮使4种植入金属材料的腐蚀电位正移，钝化电位区间扩大，耐蚀性明显提高。注氮的工业纯钛和Ti-6Al-4V合金的耐蚀性最佳，其钝化区拓宽为4V以上。通过AES分析发现，离子注氮后钛及其合金表面形成的氮化钛膜层及弥散的氮化钛析出相的化学效应，使基体电化学性能得到提高。注氮的Co-Cr合金的耐蚀性略优于SUS316L不锈钢。Co-Cr合金表面形成的钴氮化合物相对基体起到保护作用，降低了腐蚀速率。SUS316L不锈钢表面形成铁和铬氮化合物膜，有效地阻止了Cr^3 的水解，且氮离子注入促进Fe3O4的产生，提高了耐腐蚀性能。     

激光表面强化对镁合金在模拟体液中腐蚀行为的影响

目的通过对镁合金表面进行激光强化处理,改善医用AZ91D镁合金在模拟体液中的耐腐蚀性能。方法采用不同脉宽的Nd:YAG脉冲激光对医用AZ91D镁合金表面进行处理,激光能量密度分别为28、23、18 J/mm~2,对激光处理后镁合金强化层的组成、显微结构、厚度、元素分布以及耐腐蚀性能等进行测试和分析。结果 AZ91D经过激光强化处理后形成致密的强化层,强化层中相的组成与基材相的组成相同,均由α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)组成,强化层的厚度达到300μm。Mg和Mg_(17)Al_(12)的X射线衍射峰均向低角度偏移(约0.2°),且镁合金表面晶粒均得到细化,β相的大小从平均55.705μm减小到平均6.447μm。EDS分析表明,经过激光处理后,Mg的质量分数由82.88%减少为70.13%,Al的质量分数由16.28%增加为28.08%,且Al的分布更均匀。激光处理后,镁合金在模拟体液中的电化学测试结果表明,镁合金的腐蚀电位从原来的-1274mV增加到-1215 mV,腐蚀电流密度从8.920×10~(-5) A/cm~2减小为8.826×10~(-6) A/cm~2,同时,阻抗也从原来的1000Ω增加到60 000Ω,可知激光强化镁合金的耐腐蚀性能较原始镁合金的耐腐蚀性能均有一定程度的改善。结论医用AZ91D镁合金在不同脉宽的Nd:YAG脉冲激光处理后,表面晶粒得到了细化,强化层中富集Al,在模拟体液中的耐腐蚀性能得到改善。     

TZM合金电化学腐蚀行为研究

采用粉末冶金和轧制工艺制备出TZM合金和稀土镧掺杂的La-TZM合金,通过动电位极化研究合金电化学腐蚀行为,扫描电子显微镜(SEM)观察、能谱定量(EDS)分析表征腐蚀产物显微结构特征。保持Cl-浓度不变分别探讨合金在中性、酸性、碱性介质中耐侵蚀能力。结果表明,TZM合金在中性和碱性介质中抗腐蚀性能优于La-TZM合金,而在酸性介质中La-TZM合金抗腐蚀性能优于TZM合金,两类合金抗腐蚀性均表现为酸性介质强于中性介质,碱性介质最弱。Cl-有效破坏腐蚀表面形成的钝化膜,OH-和Cl-双重侵蚀促使两类合金晶间腐蚀加剧、粉末冶金制备的TZM合金及La-TZM合金对酸性介质具有良好的耐蚀性。