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纯镁丝材挤压与拉拔工艺优化及对生物腐蚀性能的影响

作　者: 何雷星
导　师: 孙宏飞
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 纯镁丝材室温拉拔模拟体液腐蚀显微组织力学性能
分类号: TG359
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

镁具有比刚度和比强度高,密度低,散热性能、减振性能和电磁屏蔽性能好等一系列优良的性能,因而,有着十分广阔的应用前景。但纯镁在室温下的塑性变形能力较差,很难通过挤压拉拔工艺得到纯镁细丝,而与铸造镁相比,挤压拉拔工艺生产出的纯镁细丝的组织更细,具有更高的强度,更好的延展性,更多样化的力学性能。另外,根据镁的耐腐蚀性方面的特点,能够将其发展成为生物医用可消溶植入材料及器件。针对镁的这些特点,本文主要进行了纯镁丝材挤压与拉拔工艺的研究和纯镁丝材在模拟体液中腐蚀行为的研究。其中对挤压拉拔工艺的研究,是在前人的研究基础上进行的改进,进一步分析挤压温度对丝材拉拔过程中显微组织和力学性能的影响,制定出合适的挤压工艺,为后续拉拔奠定基础;同时对退火温度和退火时间进行改进,得到最佳的拉拔-退火工艺,并分析拉拔过程中显微组织的演变规律以及力学性能的变化情况。另外,分析了腐蚀液的化学成分、浓度、pH值以及晶粒尺寸对纯镁丝材在模拟体液中的腐蚀行为的影响。挤压与拉拔工艺的研究发现,二次挤压温度为150℃、100℃的镁丝拉拔态和退火态的力学性能更好,同时,拉拔态的丝材的抗拉强度要显著高于退火态丝材,其中拉拔态丝材的抗拉强度最高可达到228MPa,显示了细化晶粒的重要性。且挤压温度高时,孪生在协调变形时的主导地位更明显,从而容易使晶粒细化。腐蚀实验研究发现,纯镁的腐蚀与生物环境的化学成分及浓度有关,在Hank’s人工模拟体液中腐蚀较缓慢,在4.5%生理盐水中腐蚀最快,并且随浓度的增加,腐蚀速率加快;同时细化晶粒也可以减缓腐蚀速率。丝材表面发生的是点蚀,腐蚀的程度及蚀坑大小与腐蚀液的化学成分及浓度有关。

纯镁丝材挤压与拉拔工艺优化及对生物腐蚀性能的影响

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