mg-10%ca-6%zn合金力学及腐蚀性能研究

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1、分类号:TB310710-2013231020专业硕士学位论文Mg-10％Ca-6％Zn合金力学及腐蚀性能研究魏文博导师姓名职称张长军教授专业学位类别申请学位类别硕士材料工程及领域名称论文提交日期2015年6月4日论文答辩日期2015年6月11日学位授予单位长安大学StudyonmechanicalpropertiesandcorrosionresistanceofMg-6%Zn-10%CaalloyAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:WeiWenboSupervisor：Prof.ZhangCha

2、ngjunChang’anUniversity,Xi’an,China摘要镁合金具有密度低、阻尼性好、弹性模量低、减振及生物相容性好等众多优点，其在工业和医疗领域具有广泛的应用前景。但是其力学性能差、腐蚀速率过快等缺点限制了它的应用，为了克服以上缺点，本课题通过添加合金元素及热处理来改善其性能。本文对可能添加的合金化元素进行了综合考虑，最终选定6wt％Zn和10wt％Ca作为添加合金元素。采用熔剂保护法，熔炼制备出Mg-10Ca-6Zn合金，并采用不同的热处理工艺对其进行处理。采用扫描电子显微镜观察Mg-10Ca-6Zn合金铸态及热处理态显微组织，并利用

3、X射线衍射分析合金的相组成；利用HX-1000TM/LCD显微硬度计及电子万能拉伸试验机，测试合金的力学性能；采用静态浸泡试验(失重法)及电化学测试，研究了合金分别在3.5wt％NaCl溶液和SBF（蒸馏水+3.5wt％NaCl+0.3wt％CaCl2+0.2wt％MgCl2）溶液中的腐蚀行为，并对其腐蚀形貌及腐蚀产物进行了观察和分析。研究结果表明，铸态Mg-10Ca-6Zn合金由α-Mg基体、灰色网状Ca2Mg6Zn3相和Mg7Zn3相组成；热处理后的合金主要由α-Mg基体、Ca2Mg6Zn3相、MgZn2相及Mg2Ca，跟铸态合金相比非稳定相Mg7Z

4、n3消失，出现了新相MgZn2和Mg2Ca。热处理后合金的各项力学性能都有所提高，但随着热处理温度及时间的增加有大量的第二相在晶界处析出，合金性能有所下降。热处理消除了合金中的组织和成分偏析，第二相与晶粒的大小分布更加均匀，提高了合金的耐蚀性。关键词：镁合金；铸造；热处理；力学性能；腐蚀行为IAbstractMagnesiumalloyhaslowdensity,gooddampingproperty,lowelasticmodulus,bioc-ompatibility.Ithadwideapplicationprospectinindustryand

5、medicalfield.However,thelowermechanicalpropertyandfastcorrosionratelimititsapplication.Thismagnesiumalloywhatthepuremagnesiumwasdopedwithzincandcalciumwasconsideredthemostpotentialinthefieldofmedicineandindustry.Themicrostructureofas-castandheatedalloywasobservedbyusingscanningel

6、ectronmicroscopy(SEM),thephaseconstitutionofalloywasanalysedbyXRD.ThemechanicalpropertiesweremeasuredbyHX-1000TM/LCDmicrohardnesstesterandelectronictensiletestingmachine.Thecorrosionbehaviorofthealloysinboth3.5%NaClsolutionandSBFsolutionwasstudiedbyimmersiontestandelectro-chemica

7、ltestingmethod.ThecorrodedsurfacemorphologyofthealloyswasobservedbySEM,thecompositionandconstitutionofalloycorrodedproductswereanalysedbyenergydispersionspectrum(EDS)andX-raydiffraction(XRD).Theresearchshowsthattheas-castMg-10Ca-6Znalloywascomposedofα-Mgphase、Ca2Mg6Zn3phaseandMg7

8、Zn3phase.Theheatedalloyhadnewphasesthatw