固溶处理对Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd生物镁合金组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜及电化学工作站等设备对合金组织、电化学性能进行了表征,分析了固溶处理对Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd(mass%)合金显微组织及腐蚀性能的影响。结果表明,固溶处理后,铸态组织中的析出相逐渐溶解,组织均匀,合金的力学性能得到提高,有效减小了基体和析出相之间电位差引起的电化学腐蚀,提高了合金的耐蚀性。合金经490℃固溶10 h后,抗拉强度为184.62 MPa,平均腐蚀速率为0.528 mm/a,其腐蚀电流密度和腐蚀电位分别为7.4μA/cm~2和-1.576 V,在研究范围内耐蚀性最好。     

Gd含量对Mg-0.5Zn-0.4Zr-xGd生物镁合金性能的影响

研究了稀土元素Gd含量对铸态Mg-0.5Zn-0.4Zr-x Gd合金微观组织、力学性能及其腐蚀性能的影响。结果表明:当Gd含量小于5%时,随着Gd含量的提高,第二相沿着晶界析出并且逐渐增多,晶粒明显细化,力学性能和耐蚀性逐渐提高;Gd含量为5%时,合金的力学性能及耐蚀性最好,抗拉强度为174.76 MPa,伸长率为11.25%,平均腐蚀速率仅为0.845 mm/a。Gd含量继续增加,合金力学性能和耐蚀性均呈现劣化趋势。     

挤压态Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能

利用OM、SEM、质量损失测试、电化学测试与拉伸试验研究了挤压温度对Mg-2Zn-0.4Zr-0.6Ce生物镁合金组织与性能的影响。结果表明,热挤压后合金发生动态再结晶,合金的组织均由细小的再结晶晶粒与原始晶粒组成。在470~510℃范围内随着挤压温度的升高,合金再结晶晶粒体积分数逐渐增大,晶粒尺寸变化不明显,合金的腐蚀速率与腐蚀电流密度Icorr先减小后增大,容抗弧半径先增大后减小。挤压温度为490℃时,合金的耐蚀性最好,腐蚀速率为0.9337 mm·a~(-1),腐蚀电流密度为4.67μA·cm~(-2)。由于细晶强化与位错强化作用,热挤压后合金的强度得到提高,随着挤压温度的升高,合金的抗拉强度和伸长率先增大后减小。挤压温度为490℃时,合金的综合力学性能最好,合金的抗拉强度与伸长率分别为259.1 MPa与14.1%。     

Ce含量对Mg-2Zn-0.4Zr-xCe生物镁合金组织及耐蚀性的影响

研究了不同Ce含量对Mg-2Zn-0.4Zr-x Ce生物镁合金组织及耐蚀性的影响。通过拉伸试验、电化学测试、SEM分析等手段对合金的力学性能、耐蚀性及显微组织进行了研究。结果表明:当Ce含量在低于1 mass%的范围内,随着Ce含量的增加,第二相沿着晶界析出并且逐渐增多,晶粒细化,力学性能和耐蚀性逐渐提高;Ce含量为0.6 mass%时,合金的力学性能与耐蚀性较佳,抗拉强度约为140.13 MPa,伸长率约为9.47%,腐蚀速率约为0.776 mg·cm~(-2)·d~(-1);当Ce含量大于0.6 mass%时,腐蚀速率有增大的趋势,力学性能变化不明显。     

时效处理对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响

通过金相显微分析(OM)、扫描电镜观察(SEM)、透射电镜观察(TEM)和拉伸性能测试研究不同时效时间对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物镁合金显微组织及力学性能的影响,通过质量损失和电化学方法研究合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:时效时间为4～20 h时,合金中析出相的尺寸及数量随时效时间的延长而增加,析出相主要以纳米级棒状和颗粒状的(Mg,Zn)₃Gd相形式存在,部分棒状析出相与α-Mg基体具有共格界面关系。合金的强度及伸长率随时效时间的延长先升高后降低。在120 h的浸泡实验中,合金的平均腐蚀速率、点蚀孔洞的数量及孔洞尺寸随时效时间的延长而逐渐增大,腐蚀速率随浸泡时间延长呈现出先减小、后增大、再缓慢减小以及最后趋于稳定的过程。     

固溶处理对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织及耐腐蚀性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究固溶处理温度对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd(质量分数,%)生物镁合金显微组织的影响,通过失重、析氢和电化学方法研究合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:铸态合金中,第二相(Mg,Zn)3Gd在合金基体中呈网状分布。固溶处理温度在460～500℃时,合金的晶粒尺寸随温度的升高而逐渐增大,温度为480℃时,没有溶入基体的(Mg,Zn)3Gd相以颗粒状或长条状的形式存在于基体中,部分颗粒与α-Mg基体具有共格关系。随着固溶处理温度的升高,合金的腐蚀速率先减小后增大,固溶处理温度在480℃时,合金的耐腐蚀性能比铸态合金的有了较大的提高。在120 h的浸泡实验中,合金的腐蚀速率在最后24 h时逐渐趋于稳定。     

Mg-0.5Zr-1.8Zn-xGd生物镁合金的组织与性能

在较高的熔炼温度(780±5 ℃)下,研究了Gd含量对铸态Mg-0.5Zr-1.8Zn-xGd生物镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明：Gd含量在0-2.5wt%时,合金的晶粒尺寸随Gd含量的增加逐渐减小,未含Gd合金主要由α-Mg和少量分散的微米级Zr颗粒组成,而含Gd合金则主要由α-Mg和不同形貌的(Mg, Zn)₃Gd相组成。合金的力学性能随Gd含量的增加先升高后降低,Gd含量为1.5wt%时,合金具有较好的力学性能。与此同时,合金的耐腐蚀性能也随Gd含量的增加先增强后减弱,Gd含量为1.5wt%时,分布均匀且尺寸细小的网状第二相使其具有较好的耐腐蚀性能,在120 h的浸泡实验中,静态腐蚀速率为0.801±0.04 mm/a,腐蚀形貌较为均匀。     

挤压温度对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响

研究挤压温度对铸态Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:挤压温度在330～350℃时,动态再结晶的体积分数随挤压温度的升高而增加;在350～370℃时,动态再结晶的体积分数随温度的升高而降低。挤压态合金的析出相主要由纳米级的棒状(Mg, Zn)_3Gd相和新析出的颗粒状Mg_2Zn_(11)相组成。合金的力学性能与动态再结晶晶粒的体积分数成正比关系。挤压温度为350℃时,合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为(247±3) MPa、(214±3) MPa和(26.7±1.1)%。随着挤压温度的升高,合金的腐蚀速率先减小后增大,挤压温度为350℃时,合金的静态腐蚀速率及析氢腐蚀速率分别为0.614 mm/a和0.598 mm/a。     

Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca生物镁合金不同速度挤压后组织性能研究

采用常规铸造法制备了Mg-3Zn-1Y-0.6Zr-0.5Ca生物镁合金。研究了在不同正挤压速度下(10, 30, 60, 90mm/min)挤出的变形镁合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:随着挤压速度的增大,动态再结晶晶粒尺寸增大,未动态再结晶区域减少。不同挤压速度影响第二相的形态和分布,进而影响动态再结晶的发生。织构随着挤压速度的增大而减弱。随着挤压速度的增大,合金的塑性增强,抗拉强度减小。在挤压速度为60mm/min 时,综合力学性能良好。抗拉强度270Mpa,伸长率19.6%。     

时效对Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd镁合金组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及力学性能等测试手段,研究了时效处理对Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd镁合金显微组织及力学性能的影响.结果表明:Mg-6Zn-0.7Zr-0.5Cd-1.5Nd合金挤压后经T5处理后有球状的第二相粒子析出,使合金硬度和强度明显提高;经T5处理后合金的第二相有富集的趋势,使得耐蚀性能略有下降.     

稀土Y对Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr镁合金生物腐蚀性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)研究稀土Y对Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr生物镁合金显微组织的影响,通过析氢、质量损失测试及电化学方法研究Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr镁合金在模拟体液(SBF)中的生物腐蚀性能。结果表明:稀土Y的添加使得镁合金中析出相由连续分布变为断续状,分布趋于均匀,出现新的片状析出相Mg24Y5。稀土Y能使镁合金的耐生物腐蚀性能得到提高。添加1%的Y时,镁合金腐蚀速度最低为1.051 mm/a,仅为基础合金的40.81%。     

热处理对Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金组织与力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、透射电镜、显微硬度测试和拉伸试验等研究了热处理方式(固溶、退火和时效)对Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y(mass%)合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:热处理工艺能够降低Mg-2Nd-0.5Zn-0.4Zr-1Y合金中元素的偏析程度,改善合金的组织均匀性;合金显微组织均主要由α-Mg基体、Mg_(12)Nd和Mg_(24)Y_5组成;铸态合金抗拉强度和伸长率分别为153.4 MPa、15.63%;固溶处理和退火处理后,合金抗拉强度和伸长率均得到提高,固溶态合金为168.5 MPa和16.7%,退火态合金为162.3 MPa和17.7%;时效处理后合金的抗拉强度大幅度提高到207.7 MPa,但伸长率略降低到13.49%;综合考虑合金的组织和力学性能,时效处理合金的性能最优。     

铸造Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y镁合金的低温时效硬化及组织

对铸造Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y镁合金进行450℃固溶+100℃时效处理,时效时间0～5个月,并通过显微硬度测试、XRD、光学金相、SEM、EDS等方法对合金时效过程中的合金相和显微组织的演变进行了研究.结果表明,450℃×12 h固溶和100℃时效后,合金随时效时间延长,晶内时效硬化效应增强,100℃时效3个月时达到硬化峰值87 HV.时效初期时合金晶内析出W相,随着时效时间的延长,合金晶内形成长周期结构X(Mg12 YZn)相,并析出β'1(MgZn)相,且含量逐渐增多.长周期X(Mg12 YZn)相和细小针(棒)状的β'1(Mgzn)相的形成是Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y合金低温时效强化的两个主要来源.     

Gd含量对挤压态Mg-0.5Zr-1.8Zn-xGd生物镁合金组织及耐腐蚀性能的影响EI北大核心CSCD

研究了Gd含量对挤压态Mg-0.5Zr-1.8Zn-x Gd(0~2.5%,质量分数)生物镁合金组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明:挤压比为7.7、挤压温度为350℃时,合金发生了完全动态再结晶,其晶粒尺寸随Gd含量的增加先减小,最后趋于稳定。合金中的第二相主要由颗粒状(Mg, Zn)_(3)Gd相和Mg_(2)Zn_(11)相组成,其数量、尺寸及体积分数随Gd含量的增加逐渐增大,同时,纳米级棒状(Mg, Zn)_(3)Gd相与合金基体具有半共格界面关系。Gd含量大于2.0%(质量分数)时,部分未溶第二相以弯曲线条状在合金基体中随机分布,其尺寸及数量随Gd含量的增加逐渐增大。合金的耐腐蚀性能随Gd含量的增加先增强后减弱,Gd含量为1.0%(质量分数)时,合金具有较好的耐腐蚀性能。     

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%。     

Sr含量对Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-xSr生物镁合金组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、浸泡测试、拉伸试验以及硬度测试研究Sr含量对铸态Mg-1Zn-0.3Zr-2Gd-xSr(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,1,mass%)合金微观组织、腐蚀性能及力学性能的影响。结果表明:添加Sr后,合金析出两种新相Mg17Sr2和SrZn5;当Sr含量从0增加到0.3%时,合金的平均晶粒尺寸从175μm减小到58.33μm,合金的平均腐蚀速率从2.039mm/a减至1.102mm/a,合金的抗拉强度从约为155.9MPa上升到约为173.5MPa,断后伸长率从约为8.15%上升至约为13.4%;Sr含量继续增加,合金的平均晶粒尺寸逐渐变大,耐蚀性及力学性能均下降。     

铸造Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn镁合金组织和力学性能

通过OM、SEM、XRD和力学性能测试等手段研究了半连续铸造Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn(ZTM630)镁合金铸锭的组织和力学性能。结果表明,铸态显微组织主要由α-Mg相、Mg_2Sn相、Mg_7Zn_3相组成;经过420℃×8 h固溶处理,Mg_7Zn_3相和绝大部分的Mg_2Sn相全部溶解到基体中,剩余少量Mg_2Sn相呈颗粒状分布在晶界或晶粒内部;固溶处理后实验合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均有所提高。     

挤压温度对固溶态Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd合金微观组织及耐腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等测试手段研究了挤压温度对固溶态Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd镁合金显微组织的影响。同时,采用浸泡实验和电化学测试等方法研究了合金在模拟体液中的腐蚀行为。结果表明：挤压态合金主要由大的变形晶粒和动态再结晶晶粒组成,析出相由纳米级的棒状(Mg, Zn)₃Gd相和颗粒状的Mg₂Zn₁₁相组成。挤压温度在340～360 ℃时,合金中动态再结晶晶粒的体积分数随着挤压温度的升高而增加,腐蚀速率随着挤压温度的升高而降低。当挤压温度为360 ℃时,合金发了完全动态再结晶,具有较好的耐腐蚀性,静态腐蚀速率为0.527 mm/y,腐蚀形式为均匀腐蚀。当温度升高至380 ℃时,部分动态再结晶晶粒发生异常长大现象,导致腐蚀速率随着挤压温度的升高而升高。     

稀土Gd对Mg-5Zn-0.6Zr镁合金铸态组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和力学性能测试等手段,研究稀土Gd对Mg-5Zn-0.6Zr镁合金铸态组织和力学性能的影响。结果表明:Mg-5Zn-0.6Zr合金铸态组织由α-Mg和MgZn_2等合金相组成。添加稀土Gd后,合金中的粗大网状MgZn_2相得到了显著细化。当稀土Gd的添加量为1.0%时,合金的力学性能达到最优值,其极限抗拉强度和伸长率分别为223 MPa和7.6%。稀土Gd有效细化合金组织,在合金中生成2~5μm细小弥散分布的MgZnGd金属间化合物有效地阻碍位错运动,从而显著改善合金的力学性能。