新型生物可降解Fe-30Mn-1C合金的性能研究

采用真空感应熔炼法制备了Fe-30Mn-1C合金,研究了其力学性能、磁性、模拟体液中的降解速度以及体外生物相容性.研究结果表明,与Fe-30Mn合金和316L不锈钢相比,C的加入提高了铁基合金的力学性能,使材料兼具高强度和高塑性,并进一步降低了材料的磁性,使其具有更优良的核磁共振(MRI)兼容性.电化学阻抗谱(EIS)结果表明,材料的极化电阻降低,浸泡实验也证实材料的降解速度得到提高.体外生物相容性研究结果表明.Fe-30Mn-1C合金同时具有优异的抗溶血、凝血、血小板黏附性能,以及良好的细胞相容性,满足对医用植入材料的基本要求.     

V对Fe-Mn-Si合金不同变形条件下马氏体相变的影响北大核心CSCD

采用X射线衍射和透射电镜研究了V对Fe-Mn-Si合金不同变形条件下的马氏体相变特性的影响。研究表明:相同变形条件下,Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金中ε马氏体含量比Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金的要多,且ε马氏体量的变化速率远低于Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金。Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni和Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金的应力松弛率均随停载时间的增加而增大,且Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金的松弛率大大低于Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金。     

V对Fe-Mn-Si合金不同变形条件下马氏体相变的影响

采用X射线衍射和透射电镜研究了V对Fe-Mn-Si合金不同变形条件下的马氏体相变特性的影响。研究表明:相同变形条件下,Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金中ε马氏体含量比Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金的要多,且ε马氏体量的变化速率远低于Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金。Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni和Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金的应力松弛率均随停载时间的增加而增大,且Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金的松弛率大大低于Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金。     

喷射成形制备Fe-35Mn合金的体外降解行为及生物相容性

提出用喷射成形制备可降解医用Fe-35Mn合金的方法,探讨了喷射成形的材料性态对体外降解行为及生物相容性的影响。喷射成形的材料其内部有一定的孔隙率,有助于提高材料的降解速率以及细胞的粘附生长。以锻态和铸态Fe-35Mn合金为对照组,静态浸泡实验和电化学腐蚀实验表明,喷射态Fe-35Mn合金的降解速率显著提升,腐蚀形貌明显均匀化;细胞毒性实验表明,添加Mn合金化能改善Fe的生物相容性,喷射态Fe-35Mn合金更快的腐蚀速率形成的高离子浓度不会造成更严重的细胞毒性作用。另外,Fe-35Mn合金具有顺磁性,不影响核磁共振等医学检查。因此,喷射成形制备的Fe-35Mn合金有望成为一种满足降解和其它功能要求的医用生物材料。     

含有Nb、Ce的形状记忆合金FeMnSiCrNi在3.5%NaCl溶液中的空蚀行为

利用超声波振动仪研究形状记忆合金Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-Nb-Ce在3.5%NaCl溶液中的空蚀行为,并探讨合金在3.5%NaCl溶液中处于静态和空蚀情形下的自腐蚀电位和极化曲线.结果表明,Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-Nb-Ce合金在3.5%NaCl溶液中呈现优异的抗空蚀性能,空蚀率为0.37 mg/h.空化能使Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-Nb-Ce合金的自腐蚀电位变负,变化量为-65 mV.在静态和空化两种条件下,Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni-Nb-Ce合金在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电流密度都很低,因此合金具有优异的抗腐蚀性能,其纯腐蚀率和力学效应诱导的腐蚀率仅占空蚀率的2.24%.     

Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金高温热变形行为

采用Gleeble-1500D热模拟试验机,在温度为550~900℃,应变速率为0.001~10 s~(-1)的条件下对Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金的热变形行为进行研究。分析应变速率和变形温度对合金热变形组织的影响,建立合金Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti的热变形本构方程。结果表明:Cu-7Ni-7Al-2Fe-2Mn-0.5Ti合金高温热变形时的热变形激活能Q为318883 J·mol-1,合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低。当变形温度较高、应变速率较低时,合金容易发生动态再结晶。     

Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶钢微观组织与腐蚀行为

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼-铜模负压吸铸法制备了Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶复合材料棒状试样,通过XRD和EBSD对合金的微观组织进行表征,并研究试样室温压缩力学性能;采用电化学工作站三电极体系测试试样在人工海水中的腐蚀行为,并利用SEM和EDS观察和分析电化学腐蚀后的形貌及腐蚀产物。结果表明,Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶复合材料试样组织由非晶相+晶体相(CFe15.1过冷奥氏体相和Fe-Cr铁素体相)组成,试样在室温环境下的综合力学性能优异,屈服强度、断裂强度和塑性应变分别为978 MPa、2645 MPa和35.8%。试样在人工海水中表现出良好的耐蚀性,与304不锈钢相比,Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C非晶复合材料自腐蚀电位大,自腐蚀电流密度低,极化电阻高,容抗弧半径大且只有一个高频容抗弧,只受电极电位的影响,腐蚀的动力学速率低,钝化膜稳定致密,具有成为新一代海洋工程耐蚀材料的潜力。     

FeMnSiCrNi形状记忆合金在蒸馏水和3.5%NaCl溶液中的空蚀

利用超声波振动仪研究了Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金在蒸馏水和w(NaCl)=3.5%NaCl溶液中的空蚀行为,并测定了Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni合金在3.5%NaCl溶液中处于静态和空蚀两种情形下的自腐蚀电位和自腐蚀电流.结果表明,Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni合金在蒸馏水中的空蚀抗力明显高于在w(NaCl)=35%NaCl溶液的空蚀抗力,前者约为后者的3.7倍.在w(NaCl)=3.5%NaCl溶液中,空化使Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni合金的白腐蚀电位变正,自腐蚀电流增大,从而使电化学腐蚀加速,腐蚀的加速又促进了空蚀过程的纯力学效应.纯力学效应与电化学腐蚀两者的交互作用所造成的质量损失占空蚀率的71%.     

两种铁基形状记忆合金抗空蚀性能比较

对Fe-26Mn-6Si-7Cr-1Cu和Fe-20Mn-6Si-7Cr-1Cu两种Fe基形状记忆合金进行了超声波振动空蚀试验，结果表明，两种合金都具有优良的抗空蚀性能，比较而言，Fe-26Mn-6Si-7Cr-1Cu合金的抗空蚀性能优于Fe-20Mn-6Si-7Cr-1Cu合金。在局部载荷作用下可吸收较多弹性变形能及在空蚀过程中有较高应变诱发马氏体相变能是前者抗空蚀性能优于后者的主要原因。     

Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢与TWIP钢组织和腐蚀性能的比较研究

目的 重点探究Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在中国3块不同油田采出水模拟液中的腐蚀行为,为其在石油管材上的应用提供理论指导。方法 在Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢中添加Cr和Mo元素,降低Mn元素含量,设计制备Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢。采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的微观组织进行分析。利用电化学工作站测试Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中的极化曲线和电化学阻抗谱,并使用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物进行微观分析。同时,以相同环境中Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的腐蚀行为作为对照。结果 Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢组织以奥氏体为主,其晶粒中含有大量层错、退火孪晶和高密度位错结构的马氏体。通过分析极化曲线可知,与Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢相比,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中均发生了钝化,腐蚀电位提高,腐蚀电流密度明显降低,分别为1.7、0.08、2.1 μA/cm²。通过分析电化学阻抗谱可知,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中均呈现单一的电容回路,极化电阻Rp分别为3 111、5 322、3 582 Ω.cm²,而Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢在3种油田采出水模拟液中呈现1个电容回路和1个电感回路,相应的极化电阻Rp仅为530、273、528 Ω.cm²,远小于Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢。在3种油田采出水模拟液中,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢试样表面仅存在少量腐蚀产物,而Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢试样表面存在大量的腐蚀产物,并形成了腐蚀产物膜。结论 Cr与Mo元素的添加和Mn元素含量的减少,降低了Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的堆垛层错能,导致晶粒中形成了大量层错、退火孪晶和少量马氏体。在3种油田采出水模拟液中,Cr与Mo元素的添加、Mn元素含量的减少和晶粒中退火孪晶的形成有效提高了Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的耐蚀性。     

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％.     

环球信息

预变形的Fe-15 Mn-5Si-9Cr-5Ni-(0·5~1·5)NbC合金自从Fe-Mn-Si基形状记忆合金被开发成功以来,人们一直致力于改进其形状记忆性能,其中被称做“训练处理”的形状热处理能够有效地改善其形状记忆效应,但这种处理技术的能耗很大,难以推广应用。因此,开发了室温轧制预变形技术,此次则研究了室温拉伸的效果,研究了预拉伸Fe-15 Mn-5Si-9Cr-5Ni-(0·5~1·5)NbC合金的形状记忆效应和马氏体转变特性。研究用的合金是由真空感应熔炼法生产的Fe-15 Mn-5Si-9Cr-5Ni合金,分别含有0·53Nb-0·06C、1·06Nb-0·12C和1·59Nb-0·18C的3个合金…     

钪、锆和锶复合微合金化铸态镍铝青铜的显微组织与性能

采用硬度测试、金相观察、扫描电镜、能谱分析及腐蚀和摩擦实验的方法,研究钪、锆和锶对铸态镍铝青铜的硬度、组织、耐腐蚀性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:与未微合金化铸态镍铝青铜(Cu-8.57Al-5.3Fe-4.6Ni-1.07Mn-0.63Zn)相比,钪、锆和锶复合微合金化铸态镍铝青铜(Cu-9.97Al-5.4Fe-4.52Ni-1.05Mn-0.62Zn-0.045Zr-0.029Sr-0.057Sc)的相组成没有显著变化,都由α相、β相(高温相)和κ相组成,且各相均显著细化,合金硬度从212.1HV提高到240.7HV;由于组织细化,合金内优先发生腐蚀的共析组织(α+κⅢ相),其腐蚀通道产生概率降低,从而在3.5%NaCl水溶液中的均匀腐蚀和电化学腐蚀速率分别降低了.2%和17.8%(微合金化后的腐蚀速率分别为0.023 mm/a和0.231 mm/a);摩擦因数降低了23.4%(微合金化后的摩擦因数为0.019 3)。     

海船用无镍无铬新型不锈钢

成分为Fe-30Mn-10Al-Si的无镍无铬新型不锈钢将取代海船螺旋桨用的黄铜。它具有良好的耐海水腐蚀和液流汽泡侵蚀性能。 1979年以来,Kosie Wang和Franklin H.Beck经过对多种类型材料的试验后,选择了由Fe-30Mn-10Al-Si组成的不锈钢,其     

等通道转角挤压对Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金显微组织与腐蚀性能的影响

探讨了等通道转角挤压对生物医用合金材料Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金显微组织和腐蚀性能的影响。通过对挤压态Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca合金进行共8道次的等通道转角挤压变形，获得了不同状态的合金，并对3种不同状态的试样进行了显微组织观察。8道次变形后合金的晶粒尺寸最小为10.52μm,且组织更均匀。采用浸泡实验测得了合金在模拟体液中的腐蚀速率，其中8道次变形的合金的腐蚀速率最低，为1.897 mm·y^-1,并通过电化学实验进一步分析了等通道扭转挤压变形后合金腐蚀行为的变化。结果表明：等通道转角挤压变形后挤压态Mg-4Zn-1Mn-0.2Ca镁合金的晶粒逐渐细化且组织更加均匀，随着挤压道次的增加，合金在模拟体液中的局部阻抗逐渐提高，耐蚀性得到了改善。     

Fe-Mn-Si形状记忆合金应力诱发马氏体相变的X射线分析

采用X射线衍射法对Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni和Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金的应力诱发马氏体相变进行了定量的分析。研究结果表明，Fe-17Mn-5Si-10Cr-4Ni合金试样在室温下拉伸，当变形量约为6％时，应力诱发ε马氏体的体积分数达最大值约64％；在预变形量超过5％时，α‘马氏体即开始出现且增加迅速；揭示在大变形下，Fe-Mn-Si合金中发生了应力诱发γ→ε→α‘马氏体相变。Fe-17Mn-5Si-2Cr-2Ni-1V合金试样在室温拉伸时应力诱发ε马氏体量较Fe-17Mn-5Si-10Cr-4Ni合金更多，即使在预变形量超过10％时，也不出现α‘马氏体。预变形温度降低，可促进应力诱发马氏体相变。     

Fe-30Mn-5Si-1Al形状记忆合金的原子力显微镜组织观察

自从日本开发了价廉且加工性好的Fe—Mn—Si系形状记忆合金以来,在考察其各种应用领域应用情况的同时,又开发了适合实用化的合金组成。相关的研究报告中,最具有代表性的合金组成是Fe-30Mn-6Si,其形状记忆效果是起因于fcc结构的γ奥氏体母相应力诱发了hcp结构的ε马氏体相,在加热时发生了逆相变。另外,Fe-30Mn-6Si合金中用Al置换部分Si的Fe-3Mn-3Si-3Al合金,具有缘于双晶变形的高延性,即显示了双晶诱发塑性的效应,该合金的强度与延伸率的积Rm-A值超过50000MPa％,作为强度、延性匹配优良的结构用钢而倍受关注。     

还原性气氛中HCl和H2S导致Fe-Cr合金在700℃的加速失效

研究了Fe-8Cr,Fe-12Cr和Fe-18Cr合金在700℃含氯和两种硫含量还原性气氛中的腐蚀行为.气氛中H2S含量增加导致合金发生加速腐蚀,尤其造成Fe-18Cr合金表面氧化铬膜退化.合金的加速腐蚀与膜中生成的硫化物和氯化物密切相关.合金的腐蚀速率随其Cr含量的升高而降低.通过计算气氛中平衡时的氯势、氧势、硫势预测了合金与气氛可能发生的反应,并解释了腐蚀机制.     

锆和锶对铸态镍铝青铜组织与性能的影响

借助显微硬度计、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、腐蚀实验和拉伸测试等手段,研究了锆、锶复合微合金化铸态镍铝青铜的硬度、组织、耐蚀性能和力学性能。结果表明:与未微合金化铸态镍铝青铜(Cu-8.87Al-5.22Fe-4.48Ni-1.08Mn-0.53Zn)相比,锆、锶复合微合金化铸态镍铝青铜(Cu-9.86Al-5.84Fe-4.46Ni-1.03Mn-0.6Zn-0.048Zr-0.03Sr)的相组成没有显著变化,都由α相、β相、γ2相和κ相组成。但是微合金化镍铝青铜的α相和κIV相显著细化,共析组织(α相+κIII相)也大幅细化,合金硬度从212.1 HV提高到216 HV。由于腐蚀优先发生在共析区域内,而共析组织的细化降低了其产生连续腐蚀通道的概率,促进了合金的均匀腐蚀性能和电化学腐蚀性能的全面提高(在3.5%Na Cl水溶液中均匀腐蚀速率和电化学腐蚀速率分别降低2.9%和49.6%);晶粒细化和颗粒弥散强化提高了微合金化镍铝青铜的力学性能,其抗拉强度和屈服强度分别提高到676.6 MPa和260.3 MPa(分别提高4.06%和4.07%)。     

Fe─Mn─Al合金在水溶液中电化学腐蚀行为

采用阳极极化测量、俄歇能谱仪与X射线光电子谱仪研究了Fe-(17～31wt%)Mn-(0～9wt%)Al系奥氏体合金在1mol/LNa2SO4与3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。