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。     

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（英文）

研究了Mg-0.5Zr-1.8Zn-x Gd (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。     

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。     

Cu含量对铁基中熵合金耐腐蚀及抗菌性能的影响

采用水冷铜坩埚磁悬浮真空熔炼炉制备了(Fe_63.3Mn₁₄Si_9.1Cr_9.8C_3.8)_99.5?xCu_xAg_0.5 (x=1,2,3,4,5,at%)合金,并对合金试样进行抗菌时效处理,研究Cu含量对合金耐腐蚀性能以及抗菌性能的影响。结果表明,经过固溶时效处理后的中熵合金均为fcc结构,随着Cu含量的提高,fcc1富铁基体上逐渐析出了富Cu和富Ag的fcc2相。合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中的耐腐蚀性能优于AISI304。随Cu含量的增加,腐蚀电流密度先减小而后增加,容抗弧半径先增大后减小,表明合金的耐腐蚀性能先增强后减弱。合金在大肠杆菌悬浮液中的腐蚀速率呈现出先增大后减小的趋势,x=2合金的耐生物腐蚀能力最优,而抗菌性能和腐蚀性能存在倒置关系。富Cu和富Ag的fcc2相能有效提升合金的抗菌性能,x=5合金的抗菌性能最优,抗菌率达到99.94%.     

Y含量对Mg-Zn-Gd-Y-Zr生物镁合金组织及性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等研究了 Y含量对铸态Mg-1.8Zn-1.8Gd-xY-0.4Zr合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明:合金的组织主要由α-Mg基体、(Mg,Zn)3(Gd,Y)相、Mg12Zn(Gd,Y)相以及Mg3Zn3(Gd,Y)2相组成;随着Y含量的增加,Mg12Zn(Gd,Y)相逐渐增多.当Y含量在1～4 mass％范围内,合金的力学性能及耐腐蚀性能均呈先上升后下降趋势,在Y含量为2 mass％时,Mg-1.8Zn-1.8Gd-2Y-0.4Zr合金的综合性能较好,其抗拉强度达最大值,为(187.4±5.6)MPa,屈服强度和伸长率分别为(101.8±4.5)MPa和(16.7±0.9)％,质量损失腐蚀速率达最小值,为 0.859 mm/year.     

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。     

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。     

FeCoCrNiZr x 高熵合金的磁性和电化学性能

采用真空电弧熔炼法制备了不同Zr含量的FeCoCrNiZr_x（x=0.5,0.75,1）高熵合金。研究了Zr含量对合金组织、磁性能和电化学腐蚀性能的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜、振动样品磁力计和电化学工作站对合金的磁性能和电化学腐蚀能力进行了研究。结果表明：FeCoCrNiZr_x合金具有典型的共晶组织,由面心立方固溶体和C15 Laves相组成。随着Zr含量的增加,合金硬度呈先增大后减小的趋势。根据合成的静态滞回曲线可以看出,FeCoCrNiZr_0.5合金具有顺磁性和铁磁性的混合型特征,FeCoCrNiZr_0.75合金表现为顺磁性,FeCoCrNiZr₁合金表现为典型的铁磁性。同时,FeCoCrNiZr_x合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中经历活化与钝化转变。当合金中的Zr含量为0.75%（原子分数）时,合金极化电阻具有最大的阻抗电容半径,钝化膜的耐腐蚀能力最强。     

Gd添加量对Zn-1.2Cu-1.2Mg锌合金组织和性能的影响

研究了Zn-1.2Cu-1.2Mg-xGd（x=0,0.1,0.25,0.5,质量分数,%）锌合金微观组织、在模拟体液中的腐蚀行为和力学性能。结果表明,锌合金组织主要由Zn固溶体和Mg₂Zn₁₁金属间化合物组成。当Gd添加量为0.5%时,形成了GdZn₁₂化合物。锌合金的硬度随Gd添加量的增加而增加,在0.5% Gd添加量时,硬度达到最大值为1530 MPa。在0.25% Gd添加量时锌合金具有高的抗拉伸强度,而在0.1% Gd添加量时锌合金具有最低的腐蚀速率。     

退火孪晶对hcp结构二元镁锂合金腐蚀行为的影响

采用浸泡实验、电化学实验、腐蚀形貌观察以及扫描开尔文探针测试等实验方法对挤压态和退火态二元Mg-xLi（x=1,3,5,质量分数,%）合金的耐腐蚀性能进行研究。结果表明：挤压态Mg-Li合金经350 ℃/4 h退火处理后,可在基体中形成退火孪晶。在 0.1 mol/L NaCl溶液中,退火态合金的耐腐蚀性能明显劣于挤压态合金。通过扫描电子显微镜和激光共聚焦三维形貌分析,发现挤压态合金在腐蚀初期具有丝状腐蚀特征,并且随着腐蚀时间的延长形成了腐蚀坑;退火态合金表面发生快速腐蚀损伤,同时形成较大且深的腐蚀坑形貌。另外,退火态Mg-3Li合金的腐蚀等势线分布表明该合金退火孪晶区域优先发生了腐蚀溶解现象。因此,退火孪晶与母体晶粒之间可形成微电偶腐蚀效应,且退火孪晶区域充当阳极,母体晶粒作为阴极,从而降低了退火态Mg-Li合金的耐腐蚀性能。     

Zn对Mg-RE-Mn合金组织和耐腐蚀性能的影响

采用扫描电镜、XRD、电化学测试和化学浸泡试验,研究了Zn对挤压态Mg-RE-Mn镁合金显微组织以及在3.5%的NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响。结果表明,加入Zn后,合金中有MgZn2、Mg2Zn11相生成,并显著细化了合金的晶粒。Zn能使合金的腐蚀电位正移,改善合金的耐腐蚀性能。当w(Zn)=1.5%时,合金晶粒细小,组织成分均匀,平均腐蚀速率仅为1.180mm/a。当w(Zn)=3.0%时,合金的析出相增多,并出现粗化、偏聚的趋势,以α-Mg为阳极,第二相(MgZn2等)为阴极的电偶腐蚀加剧,平均腐蚀速率为2.419mm/a。     

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。     

Al和Si对热浸Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性的影响

采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜、全浸腐蚀及中性盐雾腐蚀试验等方法,对比研究Zn-0.5Al-1.5Mg、Zn-2Al-1.5Mg和Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si(质量分数,%)合金镀层的组织与性能,探讨Al和Si对热浸Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明:三合金镀层的组成相是Zn相、Al相和Mg Zn2相;Zn-0.5Al-1.5Mg合金镀层由块状富Zn相和晶界Zn+MgZ n2二元共晶组织组成,Zn-2Al-1.5Mg合金镀层由块状富Zn相和晶界Zn+Al+MgZ n2三元共晶组织组成,Zn-2Al-1.5Mg-0.3Si合金镀层由块状富Zn相、晶界Zn+Al+Mg Zn2三元共晶组织和针状相Mg2Si组成;Al、Mg和Si主要分布在晶界,Al和Si有细化镀层晶粒作用,添加Si能提高Zn-Al-Mg合金镀层的耐腐蚀性能。     

低钆镁合金的组织和耐蚀性

采用OM、SEM和XRD观察并研究了Mg-6Gd-2Y-1Sb-0.5Zr和Mg-9Gd-2Y-1Sb-0.5Zr(质量分数/%)合金的微观组织和析出相,并采用腐蚀失重试验对合金的耐蚀性能进行了测试。结果表明,合金微观组织主要由沿晶界分布的枝状共晶相和少量分布在晶内的小颗粒状相组成;析出相有α-Mg,Mg5Gd和Mg24Y5相。该合金腐蚀程度随着NaCl浓度的增加而增加,腐蚀产物以Mg(OH)2为主,腐蚀速率较低,耐蚀性能较好。     

微量Gd添加对Mg-8Zn-1Mn-3Sn合金组织转变及性能的影响

研究了微量Gd的添加对Mg-8Zn-1Mn-3Sn合金显微组织及性能的影响。结果表明,Mg-8Zn-1Mn-3Sn-xGd主要由α-Mg基体、MgZn₂、Mg₇Zn₃、Mg₂Sn相、MgSnGd相组成。MgSnGd相为高温相,在合金凝固过程中最先形成,改变了凝固过程,使晶界处半连续第二相转变为断网状。MgSnGd相与α-Mg基体存在共格位向关系,能作为异质形核核心细化合金晶粒。Mg-8Zn-1Mn-3Sn-0.5Gd合金的综合力学性能最佳,合金力学性能得到显著提高的机制为通过添加Gd元素细化晶粒组织、MgSnGd相钉扎晶界阻碍位错运动以及晶界第二相形貌转变。     

Mo含量对激光熔覆CoCrFeNiW0.6Mox高熵合金涂层组织与性能的影响

目的 研究Mo含量的变化对激光熔覆CoCrFeNiW0.6高熵合金涂层的影响。方法 使用RFL-C1000光纤激光器,在45钢基体表面制备CoCrFeNiW0.6Mox(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)高熵合金涂层,并利用Leica DVM6光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪、显微硬度仪、电化学工作站对熔覆层的宏观形貌与稀释率、相结构、微观组织结构、硬度、耐腐蚀性能进行测试与分析。结果 加入Mo元素后,结合状态与表面形貌良好,当x=0~0.4时,涂层微观组织主要呈树枝晶形态,且晶粒逐渐变细。当x≥0.6时,涂层表面开始有裂纹产生。随着Mo元素的添加,涂层逐渐析出σ相,晶粒尺寸逐渐减小。当x=0.8时,有共晶组织形成。涂层显微硬度随Mo元素的增加而增加,但由于x=0.8时出现较多裂纹,裂纹的出现影响了涂层硬度,导致x=0.8时的硬度减小。当x=0.6时,涂层平均显微硬度最高,达到了959.69HV0.3,约为CoCrFeNiW0.6涂层平均硬度的20.32%。当x=0~0.6时,涂层耐腐蚀性能随着Mo元素含量的增加逐渐提升。当x=0.8时,耐腐蚀性能变差,其原因是裂纹的出现以及σ相的形成使得涂层耐腐蚀性变差。在x=0.6时,涂层耐腐蚀性能最好。结论 Mo元素的加入使得涂层微观组织出现σ相,同时有细化晶粒的作用,可以显著改善涂层的硬度以及耐腐蚀性。     

Mg-9Gd-2Y-0.5Zr合金的组织和耐蚀性能

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等测试手段,系统的研究了Mg-9Gd-2Y-0.5Zr合金的组织和耐蚀性。通过静态失重法测定了合金的腐蚀速率(腐蚀介质是质量分数为1.5%、2.5%、3.5%Na Cl的溶液)。结果表明,合金主要由基体α-Mg和晶间共晶相(Mg5Gd、Mg24Y5)组成。热处理后,合金中的β相经过溶解再析出的过程,β相由断续网状转变为方块颗粒状;在Na Cl溶液中,合金的腐蚀速率随着Na Cl溶液浓度的增加,以相同的规律递增,且腐蚀产物以Mg(OH)2为主。     

Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

采用熔炼铸造法制备了添加0~2%Zn(质量分数)的Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金,通过X射线衍射、扫描电镜和拉伸性能测试等分析了Zn对铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金组织与性能的影响。结果表明:铸态Mg-10Gd-3Sm-0.5Zr合金由粗大枝晶α-Mg基体和晶界处半连续分布稀土相Mg41(Sm,Gd)5和Mg5Gd(Sm)组成,加入Zn元素后,在合金中产生了新相(Mg,Zn)3(Sm,Gd)1;铸态Mg-10Gd-3Sm-xZn-0.5Zr合金室温拉伸力学性能随着Zn元素含量的增加先升高后降低,当Zn的添加量为1%时,综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为215 MPa、173 MPa和5.5%;合金的断裂方式主要为脆性断裂,加入Zn元素后有向韧性断裂转变的趋势。     

Gd对心血管支架用Mg-Zn-Gd-Zr合金的腐蚀性能的影响

为了改善Mg-Zn-Zr三元合金的耐腐蚀性能,通过添加稀土元素Gd制备含量分别为0%、1%、2%和3%的Mg-4Zn-x Gd-0.4Zr四元镁合金。使用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站以及浸泡实验,研究了在模拟血液中四元合金的腐蚀性能。结果表明,添加Gd元素以后,合金中出现了Mg3Gd新相,合金的晶粒得到了细化,同时合金的耐腐蚀性能有了很大的提高。Mg-4Zn-1Gd-0.4Zr在本次研究中表现出了最优异的耐腐蚀性能。     

Li对快速凝固Mg96.5Gd2.5Zn1合金微观组织和力学性能的影响

本文考察了快速凝固条件下不同含量Li元素添加对长周期有序结构相增强Mg-Gd-Zn合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着Li元素的添加,铸态合金中Gd、Zn溶质原子在镁基体晶粒中的过饱和度降低、(Mg,Zn)₃Gd晶界析出相增加、镁基体晶粒尺寸减小。而固溶处理后,随着Li含量的增加,合金中14H型长周期堆垛有序结构相(LPSO)的形成受到抑制,同时纳米/亚微米(Mg,Zn)₃Gd颗粒相大量析出,当Li为7.6at. %时合金中无LPSO形成。经热挤压变形后,合金中块状14H相发生扭着分层开裂、层片状14H相发生不同程度溶解、(Mg,Zn)₃Gd相破碎细化、基体发生不同程度再结晶;不加Li的Mg_96.5Gd_2.5Zn₁表现出最佳的力学性能(UTS=325,δ=9.5%),而含Li合金则随Li含量的增加,力学性能逐步下降。合金在不同条件下的组织转变机理及力学行为变化被进行了分析。