固溶处理对Mg-4Zn-1Ca合金腐蚀性能的影响

采用真空保护金属型制备Mg-4Zn-1Ca镁合金,利用电化学工作站测试固溶处理前后合金的极化曲线和电化学阻抗谱,分析了铸态和固溶态Mg-4Zn-1Ca合金的腐蚀性能。结果表明,经过固溶处理,Mg-4Zn-1Ca合金的开路电压升高了1.07%,腐蚀电流密度降低了65.8%,瞬时腐蚀速率下降了33.5%,耐腐蚀性能明显提高。     

ECAP变形对Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织及腐蚀性能的影响

采用OM、SEM、XRD对铸态和等通道角挤压(ECAP)变形后Mg-4.5Zn-1Ca(wt%)合金的微观组织进行了表征。通过电化学工作站和浸泡法评估了ECAP变形前后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。结果表明,铸态Mg-4.5Zn-1Ca合金显微组织由α-Mg基体及分布在晶界处和晶粒内的Ca2Mg6Zn3相组成,平均晶粒尺寸为86μm。经ECAP变形后,合金的晶粒尺寸得到显著细化,经6道次ECAP变形后的平均晶粒尺寸为5μm。随着ECAP变形道次的增加,第二相在镁基体中的分布更加均匀、弥散。ECAP变形后合金更容易发生腐蚀,挤压道次越多,合金的自腐蚀电位越负,自腐蚀电流越大,即耐蚀性越差。经6道次ECAP变形后合金的自腐蚀电位最负(-1.42 V),自腐蚀电流最大(407.38μA/cm~2),耐蚀性最差。     

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...     

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。     

固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织及阻尼性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、动态热分析仪和X射线衍射仪研究了固溶时效处理对Mg-4Zn-0.3Zr合金显微组织和阻尼性能的影响。结果表明,铸态合金晶粒尺寸约121μm,晶界粗大且有MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相分布;固溶处理后,晶界处的MgZn、MgZn₂和Mg₇Zn₃相基本溶入基体;时效处理后,晶界处有少量的颗粒状MgZn和MgZn₂相析出。在低应变振幅区,铸态合金阻尼性能最好,在高应变振幅区,固溶态阻尼性能最好,固溶+时效态合金阻尼曲线的斜率最大;3种状态合金在低温区的阻尼峰均由晶界阻尼峰和位错阻尼峰叠加构成,固溶态和固溶+时效态合金在高温区的阻尼峰为弛豫型阻尼峰。     

Ca对铸态Mg-4Zn合金组织及腐蚀性能的影响

为开发生物医用镁合金,利用高纯原材料,在氩气气氛保护下熔炼浇铸制备了Ca合金化的Mg-4Zn合金(Ca含量分别为0.4%和1.0%,质量分数)。通过OM、SEM以及XRD分析了合金的微观组织和相组成,采用析氢法、腐蚀质量损失法以及电化学法测试了合金在Hanks模拟体液中的腐蚀行为。结果表明,合金由初生Mg固溶体和共晶体组成;随Ca含量增加,合金的电荷传递电阻减小,自腐蚀电位下降,自腐蚀电流密度增加;析氢法和腐蚀质量损失法均表明合金的腐蚀速率随时间延长而减小。共晶体对合金的耐蚀性有影响;当Ca含量从0.4%增加到1.0%时,共晶体含量增加,促进了合金的电偶腐蚀,合金耐蚀性降低。Mg-4Zn-(0.4,1)Ca合金的腐蚀形式主要为晶间腐蚀和点蚀。     

时效时间对Mg-8Al-1Zn-3Ca合金组织及力学性能的影响

通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法研究了不同时效时间对Mg-8Al-1Zn-3Ca合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,经过适当的时效处理后,Mg-8Al-1Zn-3Ca合金的组织明显细化,β(Mg17A12)相减少,并析出粒状的化合物Al4Ca、Al2Ca和Al-Ca.随着时效时间的延长,在室温下,合金的抗拉强度呈先升后降的趋势,而伸长率正好相反.当时效时间在36h,合金的室温强度达到最大值,其值为195MPa,而对应的伸长率是3.25%.     

固溶和时效对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响

采用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜以及硬度试验等手段,研究了固溶和时效处理对Mg-2Er-1Zn-0.18Zr合金组织的影响。结果表明,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr铸态合金主要由α-Mg相和X-Mg12ErZn相组成;合金的最佳固溶工艺为540℃×32 h,在该工艺条件下X-Mg12ErZn完全溶入α-Mg基体中,析出大量的W-Mg3Er2Zn3相,且晶粒没有明显长大;随后合金经过180℃的时效处理,与固溶态合金相比,Mg-2Er-1Zn-0.18Zr时效态合金组织变化不明显,仍由α-Mg相和W-Mg3Er2Zn3相组成,合金的显微硬度值变化不大。     

固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金组织与性能的影响

研究了固溶处理对Mg-8Al-1Zn-1Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态合金主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Mg_2Si相组成。固溶处理过程中,β-Mg17Al12相溶于基体而形成α-Mg过饱和固溶体,粗大的汉字状Mg_2Si相颗粒逐渐溶解、溶断而转变为相对细小的球状。随固溶处理时间延长,合金的硬度逐渐降低;室温与150℃下的抗拉强度、屈服强度和伸长率逐渐提高。合金的拉伸断裂形式为准解理脆性断裂。     

Zn及固溶时效对Mg-4Al-2Ca合金组织和性能的影响

通过Mg-4Al-2Ca-xZn系镁合金的设计,研究添加不同含量的Zn对合金微观组织及力学性能的影响。分析得出,铸态Mg-4Al-2Ca合金组织主要由α-Mg、β-Mg17Al12相和少量Al2Ca相组成;当合金中添加2%、4%和6%的Zn后,随着Zn含量的增加合,金的初生相α-Mg变化明显,合金组织中Al2Ca相增加,形成了Mg32(Al,Zn)49相、MgZn相和少量Mg5Zn2Al2化合物;在Zn含量为6%时,合金的初生相α-Mg细化明显,且具有等轴状形态。在时效时间相同的情况下,Zn元素的增加使α-Mg相细化,在相界处析出相减少。经过340℃保温20 h固溶后,在180℃进行一系列的时效处理结果的分析表明,时效72 h时,Mg-4Al-2Ca-xZn(x=0,2,4,6)合金的硬度都达到最大值,分别为72.9、75.1、80.7和83.9 HB,硬度值随Zn含量的增加而增大。     

固溶处理对Mg-4Gd-1Y-1Zn-0.5Ca-1Zr合金组织和力学性能的影响

研究了固溶处理工艺对低稀土含量的Mg-4Gd-1Y-1Zn-0.5Ca-1Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,合金的铸态组织为α-Mg基体、共晶相和处于α-Mg基体边缘的长周期堆垛有序(LPSO)结构。经480℃固溶处理后,合金中共晶相的体积分数减少,出现富Zr析出相,LPSO结构完全消失。经520℃固溶处理后,合金组织由α-Mg基体和大量富Zr析出相组成。随着固溶温度的升高,合金的强度和硬度先降低后升高,520℃固溶处理的合金的力学性能与铸态性能相当。LPSO结构、固溶、析出相和晶粒尺寸均影响合金的力学性能。     

固溶时间对Al-6.8Zn-2.2Mg-1.8Cu合金板材组织和性能的影响

通过室温力学性能试验、电化学极化测试、光学显微镜和扫描电镜分析等,研究480℃固溶不同时间对Al-6.8Zn-2.2Mg-1.8Cu铝合金板材组织与性能影响。结果表明,随着固溶时间的延长,合金中残余结晶相数量减少,再结晶的体积分数增加,抗拉强度、屈服强度和抗应力腐蚀性能均先升高后降低。在480℃固溶30 min时,合金的力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为639.6 N/mm2、624.3 N/mm2和13.6%,同时合金的抗腐蚀性能较好。     

固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金组织和性能的影响

为进一步提高Mg-Gd系合金的力学性能,同时降低其密度和成本,向Mg-10Gd合金中复合添加了2%(质量分数)的Al和Ca,研究了固溶处理对Mg-10Gd-1Al-1Ca合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,复合添加Al和Ca后,α-Mg由粗大的枝状晶转变为细小的等轴晶。固溶处理后,(Mg, Al)₃Gd相发生部分溶解,形貌由鱼骨状或花瓣状转变为颗粒状,部分α-Mg晶内析出相互平行排列的短棒状二次增强相,由于Al₂Gd相在晶界的钉扎作用,晶粒没有发生明显的粗化。固溶态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和伸长率较铸态Mg-10Gd-1Al-1Ca合金分别提高了16.7%、21.9%、19.7%和54.7%。铸态和固溶态的Mg-10Gd-1Al-1Ca合金力学性能均优于Mg-10Gd合金。     

Sb对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

试验研究了Sb对Mg-8Zn-4Al-0·3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,含Sb铸造镁合金Mg-8Zn-4Al-0·3Mn-xSb的显微组织由基体α(Mg)、共晶[α(Mg) τ]、三元相τ(Mg32(Al,Zn)49、二元相MgZn2和Mg3Sb2组成;随着Sb含量的增加,合金晶界上三元相的形态逐渐由半连续网状变为分散均匀的颗粒状;w(Sb)=0.3%为最佳加入量,此时的合金铸态组织被明显细化,晶粒大小由120μm~130μm减小到50μm~60μm。同时,合金的显微硬度值也随Sb含量的增加而增加。     

Ca对Mg-8Zn-4Al镁合金显微组织和耐蚀性能的影响

研究了Ca对Mg-8Zn-4Al镁合金显微组织和耐蚀性能的影响。结果表明:Ca加入Mg-8Zn-4Al合金后,合金显微组织得到细化,τ-Mg_(32)(Al,Zn)_(49)相弥散分布,无新相形成。Ca元素的添加降低了Mg-8Zn-4Al合金的腐蚀速率和腐蚀电流密度,提高了合金的腐蚀电位,改善了合金的耐腐蚀性;当Ca含量为0.3%时,该合金的耐蚀性能最佳。     

固溶温度对Mg-8Zn-1.5Sm镁合金显微组织和力学性能的影响

利用SEM、XRD、硬度及力学性能测试,研究了Mg-8Zn-1.5Sm合金400℃固溶处理后的显微组织和力学性能。结果表明:合金固溶处理后主要成分Mg2Zn3与Mg41Sm5明显增多。随固溶处理时间增加,原先的α-Mg枝晶结构的数量不断减少并转变成块状组织;当固溶时间达到20 h后,合金中的枝晶组织已经完全消失。随固溶时间的上升,合金拉伸强度、伸长率与硬度均表现出先增强后减弱的变化,在20 h时,分别达到256 MPa、13.6%与76.4 HV。铸态合金的拉伸断口形貌表现为晶界断裂类型。随固溶时间的增加,合金解理刻面及撕裂棱增多,合金断口特点从沿晶断裂转化成韧性断裂。     

Mg-8Zn-4Al-1Si-0.3Mn-xAlP合金的显微组织及性能

研究了AlP对Mg2Si相及其基体组织的细化效果和机理.结果表明:AlP能够作为Mg2Si初生相的异质核心,促使其由汉字形变为颗粒状,并且促进τ(Mg32(Al,Zn)49)相的析出,而抑制ψ(Al2Mg5Zn2)相的析出,同时基体组织也得到显著细化,不仅改善了合金的室温性能,而且也改善了高温(150℃)性能.     

固溶处理对Mg-5Sn-1Si合金显微组织和硬度的影响

研究了固溶温度、保温时间对Mg-5Sn-1Si合金显微组织和硬度的影响,并从理论上分析了固溶处理的作用机制。结果表明:在保温时间一定时,随固溶温度的升高,合金组织先后经过不完全均匀、相对均匀和均匀度下降三种变化;在加热温度一定时,随保温时间的延长,合金组织先后发生不完全固溶、完全固溶与析出、析出相重新聚集三种变化;合金经固溶处理后,其硬度低于相应的铸态合金,时间不变时,随温度升高,合金硬度呈现先升高后降低的趋势,温度不变时,随时间的延长,合金硬度逐渐下降。     

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金显微组织与性能研究

生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金的显微组织,力学性能,腐蚀行为通过光学显微镜,扫描电镜,力学测试以及模拟体液浸泡手段进行了研究。X射线衍射结果表明该合金的主要第二相为Mg7Zn3, Mg2Zn3, 和Mg4Zn7的金属间化合物相。经过56:1挤压比后的挤压态Mg-3Zn-0.2Ca合金的晶粒尺寸平均为2.5um,相比铸态的119.1um下降了47.6倍。屈服强度,抗拉强度以及延伸率分别为205MPa, 336MPa 和17.85%。挤压态合金的耐蚀性也明显优于铸态合金,其原因主要为晶粒细化。本文设计的新型生物医用Mg-3Zn-0.2Ca合金呈现出良好的综合力学性能以及耐蚀性。