生物醫(yī)用Mg-Ca-Gd合金的制備及力學性能研究.pdf

1、本課題以Mg-Ca-Gd合金為基礎，探討稀土元素Gd對鎂合金組織和力學性能的影響。通過真空熔煉工藝制備不同Ca含量和不同Gd含量的Mg-Ca-Gd合金，在確定最優(yōu)的Ca含量基礎上，細化Gd的含量，研究不同含量的Gd對鑄態(tài)合金組織和力學性能的影響。在最優(yōu)的合金配比基礎上，運用固溶處理和時效處理手段對合金進行改性，探討各自不同的參數對合金性能的影響。通過上述研究分析總結出力學性能最好的合金成分和最優(yōu)化的熱處理工藝。
　　 通過比較不

2、同Ca含量對Mg-Ca-Gd合金組織和力學性能的影響，發(fā)現鑄態(tài)Mg-0.8Ca-XGd合金的微觀組織隨著Gd含量的增加發(fā)生粗化，偏析增多，析出相增加。Mg-2Ca-XGd合金的微觀組織隨著Gd含量的增加，微觀組織先細化后粗化。Mg-0.8Ca-XGd和Mg-2Ca-XGd合金的抗拉強度隨著Gd含量的增加都是先增大后減少，Mg-2Ca-XGd合金抗拉強度要明顯優(yōu)于Mg-0.8Ca-XGd合金。綜合分析認為，Mg-2Ca-XGd合金是相當較

3、優(yōu)的合金設計。
　　 對Gd的含量進行進一步的細化研究，發(fā)現鑄態(tài)Mg-2Ca-XGd合金隨著Gd含量的增加，晶粒細化，晶界由斷續(xù)狀變?yōu)檫B續(xù)狀。在Gd含量為1.5％，晶粒的細化效果最為明顯。在Gd含量大于1.5％后，偏析增多，析出相也大量增加。0.5％含量的Gd添加，使得合金的抗拉強度由81.2MPa上升為105.8MPa。隨著Gd含量的增加，抗拉強度呈現先上升后下降的趨勢。在Gd含量為2％時，達到最大，為117.9MPa。鑄態(tài)M

4、g-2Ca-XGd合金的斷口形貌表現為沿晶斷裂變?yōu)榇┚嗔选?br>　　 進行不同參數的熱處理工藝，研究發(fā)現，隨著固溶處理時間的增加，合金組織中的析出相分別逐步溶入到基體內部形成過飽和固溶體，晶界由連續(xù)狀變?yōu)閿嗬m(xù)狀，再由斷續(xù)狀演變?yōu)轭w粒狀，最后全部消失。但是固溶時間過長會導致晶粒組織的粗大。鑄態(tài)Mg-2Ca-2Gd在不同的固溶處理下的抗拉強度先變大后減少，在固溶處理時間為20h時達到最大值，分別為147.55Mpa，拉伸斷口形貌以穿晶