模拟体液中的尿酸对AZ31B镁合金腐蚀行为的影响

过去,探讨高尿酸浓度体液中AZ31B镁合金腐蚀状况的研究不多。采用开路电位、交流阻抗谱和失重法等研究了AZ31B镁合金在不同尿酸浓度的模拟体液中的腐蚀行为。结果表明:在模拟体液中尿酸会加快镁合金的腐蚀,但是尿酸加入量与腐蚀速度不是简单的线性关系,尿酸浓度较小时其对腐蚀速率影响较大,当尿酸浓度超过104μmol/L后,镁合金的腐蚀速率不再显著增大;镁合金的失重速率随着浸泡时间的延长而减小,经8~12 d的浸泡后,镁合金的腐蚀过程基本达到稳定状态。     

热轧AZ31B镁合金板材超塑成形性能研究

研究了工业态热轧AZ31B镁合金板材的基本成形性能,其室温塑性较差且存在各向异性,而在应变温度为400-490℃,应变速率为1×10-4～1×10-3s-1的实验条件下均表现出良好的超塑性.其最大断裂延伸率达到216%,应变速率敏感指数达0.36.因此,对不具有典型等轴细晶的工业态热轧AZ31B镁合金板材,无需经过复杂的预先热处理,同样可以得到良好的超塑性,更具有经济实用价值.     

退火处理对AZ31B镁合金薄板组织及性能的影响

研究了AZ31B镁合金薄板不同温度、时间退火处理后的组织和性能。结果表明,镁合金薄板经退火处理后,强度略有下降,伸长率明显提高;在250℃退火保温30min可获得晶粒尺寸为3～5μm的细晶组织,且薄板的综合性能较好;热处理对镁合金薄板的各向异性没有明显作用。     

热处理对AZ31B镁合金轧板组织和性能的影响

研究了AZ31B镁合金轧板经不同温度、时间退火后的组织和性能及其再结晶行为。结果表明,热轧板材在退火过程中主要发生再结晶;退火后,强度略有下降,但伸长率明显提高;在523K下退火,保温60min,可获得平均晶粒直径为10μm的细晶组织,其抗拉强度为258MPa,断裂伸长率为22.3%,综合性能较好。热轧态板材呈脆性准解理断裂,退火后转变为韧性断裂。     

AZ31镁合金非等温拉深性能的研究

针对AZ31镁合金等温拉深性能差的问题,提出了AZ31镁合金的非等温拉深工艺.通过平底杯形冲头拉深试验研究了不同冲头温度和板料温度对AZ31镁合金非等温拉深性能的影响,确定了使AZ31镁合金具有最佳拉深性能的板料和冲头温度范围.实验结果表明,除了板料和冲头温度之外,拉深速度和润滑条件对AZ31镁合金的非等温拉深性能也有重要影响.     

AZ31镁合金的研究现状和发展前景

叙述了AZ31镁合金在组织、性能等方面的特点,介绍了主要合金元素对AZ(Mg-Al-Zn)系镁合金组织和性能的影响;综述了该合金的研究现状,提出了该合金发展和应用前景.     

镁合金AZ31B钨极氩弧焊焊接过程热效率研究

以镁合金AZ31B为研究对象,采用钨极氩弧焊(TIG)填丝工艺,研究在不同焊接工艺参数下(I=120～200A,U=11～15V,v=3～11mm/s)的焊接电弧热效率和熔化效率,并探讨焊接工艺参数、焊接热效率和熔化效率对焊接接头微观组织的影响。结果表明:焊接工艺条件下,镁合金AZ31B的焊接电弧热效率值在0.56～0.82之间;熔化效率随着焊接电流和焊接速率的增加而增大;不同的焊接工艺对焊接接头的横截面形状(熔深B和熔宽H)和微观组织都有较大的影响。     

半连续铸造AZ31B镁合金连续热轧变形行为的数值模拟

在DEFORMTM软件平台上采用热/力耦合刚塑性有限元法,结合生产实际的压力加工工艺,对半连续铸造AZ31B镁合金11个道次的连续热轧变形过程中应力场、应变场与温度场的变化规律进行数值模拟.结果表明:变形过程中AZ31B镁合金变形体内的应力、应变和温度沿试样厚度方向分布不均匀.在该合金铸锭表面与轧辊接触的部位具有较高的应力,引起表面的应变增大,而铸锭中心部位的应力相对较小,应变也较小.在连续的每个道次的热轧过程中,轧辊与铸锭刚接触时接触部位的应力最大,轧制中期,应力变化不大,轧制后期应力明显减小;第9道次变形后,等效应变沿试样厚度方向分布变得较均匀;随着轧制道次的增加,变形区域内的应力逐渐增大.对比AZ31B合金样品多道次热轧行为的实验模拟和数值分析可知,实验结果与数值模拟结果能较好吻合,在较低应变速率(0.01,0.1s-1)条件下,合金的塑性变形流变应力随着道次的增加逐渐增大并出现一个稳态阶段;在较高应变速率(5,10s-1)条件下,变形的前3道次的加工硬化严重,随后有一个明显的道次间的退火软化阶段.     

AZ31镁合金强流脉冲电子束表面改性研究

通过动电位极化曲线测试.光学电子显微镜及电子探针等方法研究了强流脉冲电子束表面处理对AZ31镁合金腐蚀性能的影响及样品的表面形貌与成分.结果表明,在5%NaCl溶液中,加速电压27kV、脉冲8次处理后的样品比原始样品耐蚀性提高了1.6倍;处理后样品的表面出现了典型的熔坑形貌;电子束快速凝固过程使最表层晶粒细化,进而导致表层镁、铝元素含量及分布形式发生变化.样品表层铝元素含量的提高是改善其耐腐蚀性能的主要原因.     

AZ31镁合金的生物降解行为研究

研究了AZ31镁合金作为生物医用材料的体内外生物降解行为.初步分析了其作为可降解生物医用材料的可行性.体外浸泡实验结果表明,AZ31镁合金的降解行为与其所处环境有关,在Hank's溶液中的降解速度较在0.9%NaCl溶液中低;经过热处理后的AZ31镁合金较铸态和锻态降低了点蚀发生倾向,降解速度更慢.体内植入实验结果表明,AZ31镁合金与动物不同组织接触,其降解速度不同,在骨髓腔内的降解速度更快.植入5周时,镁合金已发生降解,20周降解更为明显.降解过程中镁合金表面有Ca-P物质沉积,表面具有优异的生物活性,其降解产物主要通过尿液进行排泄.在表面制备Ca-P涂层可降低镁合金的降解速度.AZ31镁合金是一种具有良好应用前景的新型生物可降解医用植入材料.     

Fluoride Conversion Coating on Biodegradable AZ31B Magnesium Alloy

A fluoride conversion coating was successfully prepared on AZ31B magnesium alloy by chemical reaction in hydrofluoric acid. Morphologies, composition, bonding strength, corrosion properties, in vitro cytotoxicity and antibacterial properties of the coating were investigated, respectively. The scanning electron microscopy observations revealed a dense coating with some irregular pores. The thin-film X-ray diffraction analysis indicated that the coating was mainly composed of MgO and MgF2. The electrochemical impedance spectroscopy results showed that the fluoride conversion coating significantly improved the corrosion resistance of AZ31B. The hydroxyapatite formed on the surface of the fluoride coated AZ31 B after being immersed in the simulated blood plasma indicated the good bioactivity of the material. The in vitro cytotoxicity test showed that the fluoride coated AZ31B alloy was not toxic to BMMSCs （human bone marrow-derived mesenchymal stem cells）. It was also found that the fluoride coated AZ31 B alloy had antibacterial capability.     

AZ31镁合金环境友好阳极氧化处理研究

通过正交试验得到AZ31镁合金无铬、无强氧化物的阳极氧化处理配方及工艺,运用扫描电子显微镜、X射线衍射分析及电化学测试系统对阳极氧化膜的组织结构与耐蚀性进行了表征。结果表明,该环境友好阳极氧化工艺可在AZ31镁合金表面形成具有一定耐蚀性的阳极氧化膜;所得阳极氧化膜表面质量好,是一种多孔的陶瓷膜,膜的物相主要是晶态的MgO、ZnO、Mg以及非晶态的MgAl2O4、Mg18Al23等;阳极氧化处理试样的自腐蚀电流密度减小,而腐蚀电位有所提高,说明镁合金表面形成的阳极氧化膜提高了镁合金表面的耐腐蚀性能。     

AZ31镁合金轧制工艺的研究

对AZ31镁合金在400℃条件下的轧制工艺进行了研究,在不同压下量、不同道次条件下分别进行了轧制实验,并对轧制后AZ31板材的组织和力学性能进行了研究。实验结果表明:在400℃条件下,以小变形量轧制,每道次压下量为1mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第8道次,累积变形量50%;每道次轧制压下量为2mm时,较好的加工工艺条件为轧制到第2道次,累积变形量为25%;AZ31镁合金在大变形量下轧制易产生裂纹,裂纹的产生可能是由于随着累积变形量增加,内应力激增,在难变形的硬取向晶粒区或第二相处产生应力集中,萌生裂纹。裂纹尖端扩展经过的区域变形量较大,因而裂纹两侧存在再结晶细晶区域。     

In vitro Study on Biodegradable AZ31 Magnesium Alloy Fibers Reinforced PLGA Composite

AZ31 magnesium alloy fibers reinforced poly(lactic-co-glycolic acid)(PLGA) composites were prepared and their mechanical property,immersion corrosion behavior and biocompatibility were studied.The tensile test showed that with the addition of AZ31 fibers,the composites had a significant increment in tensile strength and elongation.For the direct cell attachment test,all the cells showed a healthy morphology and spread well on the experimental sample surfaces.The immersion results indicated that pH values of the immersion medium increased with increasing AZ31 fiber contents.All the in vitro experimental results indicated that this new kind of magnesium alloy fibers reinforced PLGA composites show a potential for future biomedical applications.     

Cavitation Behavior during Superplastic Deformation of AZ31 Magnesium Alloy

Superplasticity of AZ31 Mg alloy at the temperature range of 250～450℃ and stain rate range of 0.7x10-3～ 1.4x 10-1 s-1 was examined through uniaxial tensile test. Optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) were employed to investigate the morphology of cavities and surface relief near fracture surface, respectively.It is shown that AZ31 Mg alloy starts to exhibit superplasticity from 300℃. The maximum elongation of 362.5%was obtained at 400℃ and strain rate of 0.7×10-3 s-1. There exist many O-shaped cavities and filaments at the boundaries near fracture surface. The fracture of filaments results in intergranular cavity and the model for the formation of intergranular cavities is proposed. The growth of cavities is plasticity-controlled and the serrated boundaries of intergranular cavities agree with the results of surface relieves.     

AZ31镁合金不同挤压速度下的组织演变及力学性能研究

目的 针对AZ31镁合金材料在挤压成形过程中变形较为困难的问题,研究AZ31镁合金在不同挤压速度下的微观组织和力学性能演化规律。方法 采用DEFORM–2D软件对0.5、3、12、20 mm/s这4种挤压速度下材料挤压变形过程中的材料流动趋势、应变场、应力场和温度场等进行数值模拟和分析。结果 AZ31镁合金材料的挤压温度场随着挤压速度的增加显著升高,不同速度挤压后坯料的温度模拟值与实验结果实测值的变化趋势吻合。随着挤压速度的增大,材料的晶粒尺寸先增大后减小,0.5、3、12、20 mm/s这4种速度挤压后的晶粒尺寸分别为1.0、0.9、1.4、1.1 μm,变形材料的加工硬化率呈现出先增大后减小的趋势。在0.5 mm/s的挤压速度下,材料内部的微观组织均匀性较差,然而强度较高,抗拉强度约为416 MPa;在挤压速度为12 mm/s时,合金的晶粒组织最均匀,同时其综合力学性能较好,屈服强度为220 MPa,伸长率为17.3%,其加工硬化率也达到最大,为0.184。结论 通过DEFORM数值模拟能够为镁合金挤压变形提供指导。对于镁合金挤压变形,采用较低的挤压速度(约0.5 mm/s)对AZ31镁合金进行挤压变形,能够获得强度较高、伸长率相对偏低的挤压棒材,采用较高的挤压速度(约12 mm/s),则更有利于获得综合性能优良的镁合金挤压棒材。     

AZ31镁合金酸性化学镀Ni-Co-P层的耐腐蚀性能

为了提高镁合金的耐蚀性,以酸性化学镀的方法在AZ31镁合金表面制备了Ni-Co-P镀层。分别用XRD,SEM和EDS对镀层的结构、表面形貌和成分进行了分析,并用点滴试验和电化学方法测试了镀层的耐蚀性。结果表明:酸性化学镀Ni-Co-P层为非晶态胞状结构,镀层中P含量可高达9.41%,远高于碱性镀层;AZ31镁合金镀覆Ni-Co-P合金层后腐蚀电流比基体降低3个数量级,其耐蚀性能显著提高。     

镁合金AZ31B钎焊接头的钎缝物相及力学性能

以Al基钎料对变形镁合金AZ31B进行了高频感应钎焊,研究了变形镁合金AZ31B钎焊接头的钎缝物相和力学性能.采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱分析仪等分析了接头的界面组织及钎缝生成相,测试了接头的抗拉强度及界面生成相的显微硬度.结果表明:钎缝中钎料与母材发生界面反应生成α-Mg,β-Mg17(AI,Zn)12相.钎焊搭接接头平均剪切强度为27MPa,对接接头平均抗拉强度为42MPa.对接接头断口的主要断裂形式为沿晶脆性断裂,断裂主要产生在β-Mg17(AI,Zn)12硬脆相处.     

通过预涂覆SiC优化AZ31B镁合金DE-GMAW焊缝的显微组织及提升力学性能

研究了碳化硅(SiC)颗粒涂覆量对2mm厚AZ31B镁合金双电极气体保护焊DE-GMAW焊缝的宏观形貌、显微组织和力学性能的影响。利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析技术(XRD)对接头的显微组织、相及相的成分进行分析。同时采用维氏硬度试验计和万能试验机对焊接接头的显微硬度和抗拉强度分别进行测量。结果表明,随着SiC涂覆量的增加,焊接接头熔深和深宽比先增大后减小。XRD测试结果显示,SiC的添加并不改变焊缝中相的组成,焊缝由α-Mg和β-Mg_(17)Al_(12)组成。SiC可以细化α-Mg晶粒,打断焊缝中β-Mg_(17)Al_(12)相,起到弥散强化的效果。但SiC涂覆量达到一定值后,随着SiC涂覆量的继续增加,α-Mg晶粒粗化,β-Mg_(17)Al_(12)相的弥散强化作用不再增加。焊接接头的显微硬度和抗拉强度随着SiC涂覆量的增加先增大后减小。