不同挤压比对Mg-Sn系合金组织与性能的影响

论文摘要

镁基材料作为可降解医用材料目前集中应于以下三个方面：心血.管支架、骨固定材料和骨填充材料。作为治疗心血管疾病的植入器械,镁合金血管支架有望成为既能在病变阶段提供足够的机械支撑,且在愈合后被有机体逐步分解吸收的理想血管支架。镁合金制造以压铸成形为主,压力加工产品很少,使其在高端医疗器械的应用受到限制。挤压成形是固态成形的最好替代工艺,特别是热挤压工艺,因其具有较多的优点而被广泛研究。镁合金的塑性变形能力较差,采用挤压工艺,能够产生比轧制更为强的三向压应力状态,最大限度发挥镁合金的塑性。本文针对镁合金棒材挤压成型的工艺进行研究,制备了Mg-3Sn-0.5Mn、Mg-3Sn-1Zn、Mg-3Sn-1Zn-5Mn等三种生物医用镁合金,选择了三种挤压工艺参数对其进行挤压成型处理,研究了挤压比对其显微组织、相组成、力学性能、电化学腐蚀性能及生物相容性的影响。研究结果表明：对于Mg-3Sn-0.5Mn、Mg-3Sn-1Zn、Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn三种合金,在挤压温度370℃、挤压速度1.5m/min、胶体石墨润滑、挤压比分别为6、13、20进行挤压处理时,相比于其各自的铸态组织晶粒明显细化,其抗拉强度得到提高,三种挤压工艺下都达到了200MPa以上,与铸态相比延伸率都略有下降；腐蚀性能与铸态时相比变化不大；溶血率随着挤压比的升高而变小,最低可达2.9%。Mg-3Sn-0.5Mn, Mg-3Sn-1Zn合金在挤压比6时,延伸率分别为16.3%、16.8%,可进行多道次挤压加工；挤压比为20时,变形量比较大,可以减少加工工序。Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金在挤压比为6的时候,延伸率为18.7%,可再进行多道次挤压加工。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 生物医用镁合金
• 1.2.1 镁与人体健康
• 1.2.2 镁基材料的优势
• 1.2.3 镁基材料的医学应用
• 1.3 镁合金挤压成型
• 1.3.1 挤压技术
• 1.3.2 镁合金挤压工艺现状
• 1.3.3 挤压工艺参数
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 合金熔炼
• 2.2 挤压成型
• 2.2.1 挤压工艺设计
• 2.2.2 挤压模具设计
• 2.2.3 挤压实验及结果
• 2.3 试样加工
• 2.4 测试分析方法
• 2.4.1 组织及相分析
• 2.4.2 力学性能测试
• 2.4.3 腐蚀性能测试
• 2.4.4 溶血率分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 Mg-3Sn-0.5Mn合金的组织与性能
• 3.1 λ=6时Mg-3Sn-0.5Mn合金的组织与性能
• 3.1.1 λ=6时Mg-3Sn-0.5Mn合金的微观组织
• 3.1.2 λ=6时Mg-3Sn-0.5Mn合金的力学性能
• 3.1.3 λ=6时Mg-3Sn-0.5Mn合金的腐蚀性能
• 3.1.4 λ=6时Mg-3Sn-0.5Mn合金的溶血率
• 3.2 λ=13时Mg-3Sn-0.5Mn合金的组织与性能
• 3.2.1 λ=13时Mg-3Sn-0.5Mn合金的微观组织
• 3.2.2 λ=13时Mg-3Sn-0.5Mn合金的力学性能
• 3.2.3 λ=13时Mg-3Sn-0.5Mn合金的腐蚀性能
• 3.2.4 λ=13时Mg-3Sn-0.5Mn合金的溶血率
• 3.3 λ=20时Mg-3Sn-0.5Mn合金的组织与性能
• 3.3.1 λ=20时Mg-3Sn-0.5Mn合金的微观组织
• 3.3.2 λ=20时Mg-3Sn-0.5Mn合金的力学性能
• 3.3.3 λ=20时Mg-3Sn-0.5Mn合金的腐蚀性能
• 3.3.4 λ=20时Mg-3Sn-0.5Mn合金的溶血率
• 3.4 本章小结
• 第4章 Mg-3Sn-1Zn合金的组织与性能
• 4.1 λ=6时Mg-3Sn-1Zn合金的组织与性能
• 4.1.1 λ=6时Mg-3Sn-1Zn合金的微观组织
• 4.1.2 λ=6时Mg-3Sn-1Zn合金的力学性能
• 4.1.3 λ=6时Mg-3Sn-1Zn合金的腐蚀性能
• 4.1.4 λ=6时Mg-3Sn-1Zn合金的溶血率
• 4.2 λ=13时Mg-3Sn-1Zn合金的组织与性能
• 4.2.1 λ=13时Mg-3Sn-1Zn合金的微观组织
• 4.2.2 λ=13时Mg-3Sn-1Zn合金的力学性能
• 4.2.3 λ=13时Mg-3Sn-1Zn合金的腐蚀性能
• 4.2.4 λ=13时Mg-3Sn-1Zn合金的溶血率
• 4.3 λ=20时Mg-3Sn-1Zn合金的组织与性能
• 4.3.1 λ=20时Mg-3Sn-1Zn合金的微观组织
• 4.3.2 k=20时Mg-3Sn-1Zn合金的力学性能
• 4.3.3 λ=20时Mg-3Sn-1Zn合金的腐蚀性能
• 4.3.4 λ=20时Mg-3Sn-1Zn合金的溶血率
• 4.4 本章小结
• 第5章 Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的组织与性能
• 5.1 λ=6时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的组织与性能
• 5.1.1 λ=6时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的微观组织
• 5.1.2 λ=6时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的力学性能
• 5.1.3 λ=6时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的腐蚀性能
• 5.1.4 λ=6时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的溶血率
• 5.2 λ=13时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的组织与性能
• 5.2.1 λ=13时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的微观组织
• 5.2.2 λ=13时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的力学性能
• 5.2.3 λ=13时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的腐蚀性能
• 5.2.4 λ=13时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的溶血率
• 5.3 λ=20时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的组织与性能
• 5.3.1 λ=20时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的微观组织
• 5.3.2 λ=20时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的力学性能
• 5.3.3 λ=20时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的腐蚀性能
• 5.3.4 λ=20时Mg-3Sn-1Zn-0.5Mn合金的溶血率
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢