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新型镁合金材料的制备与加工

作　者: 朱立杰
导　师: 李喜坤
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料学
关键词: 医用镁合金铸锭组织轧制热处理性能
分类号: TG146.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本世纪医用材料及其制品产业得到了迅猛发展。研究和开发具有自主知识产权的新型医用植入材料,有着广阔的应用前景和巨大的经济效益。本文主要根据镁合金良好的生物相容性、力学相容性、可降解性及无毒性的特点,在纯镁内加入合金元素,根据合金元素的作用及对铸锭组织的影响,优化并确定了镁合金的成分,通过合理的铸锭工艺得到镁合金锭坯,将锭坯进行均匀化处理后进行轧制,得到了表面质量良好的镁合金板材,对板材进行合理的时效热处理,制备了一种可用于骨科植入材料的镁合金材料。主要工作和研究成果有:(1)根据合金在人体内的作用及对镁合金性能的影响,确定了新型Zn-Zr-Ca-Sr医用镁合金的成分为:Mg、Zn、Zr、Ca、Sr。其质量百分含量分别为:Zn元素2wt%-4wt%,Zr元素0.4wt%-0.8wt%,Sr元素0.4wt%-0.6wt%,Ca元素0.8wt%-1.2wt%,Mg为余量;(2)确定铸锭工艺为:浇注温度为680℃-700℃;冷却水流量为5L/min。通过对铸锭均匀化处理,确定均匀化处理制度为:加热温度400℃,保温时间16h。(3)确定轧制工艺为:锭坯加热温度350℃-400℃,轧辊预热温度为150℃-200℃,轧机转速为10r/min。在轧制过程中分别控制初轧道次间变形量为3-10%,总变形量到50%;中轧道次间变形量为10-20%,总变形量到90%;终轧道次间变形量为10%,总变形量为95%时完成轧制,得到厚度为0.9mm的新型Zn-Zr-Ca-Sr医用镁合金板材。(4)确定新型Zn-Zr-Ca-Sr医用镁合金板材的时效制度为:在180℃下保温12h,最终得到了硬度值为60.5HV,抗拉强度为289MPa,延伸率为11.8%的镁合金板材。

新型镁合金材料的制备与加工

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