微量Sr、Sn对Mg-Zn-Ca-Mn合金力学和腐蚀性能的影响

摘要：

目的 研究Sr、Sn元素对快速凝固制备的MgZnCaMn合金室温力学性能和生物腐蚀性能的影响规律.方法 采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差热分析仪、万能力学实验机、静态浸泡、电化学测试等实验手段,分别研究添加Sr/Sn元素对MgZnCaMn合金结构、微观组织变化、热学性能、室温强度、塑性变形及体外降解行为的影响.结果 添加Sr元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相数量增加,尤其是Mg64.7Zn30Ca4Mn0.8Sr0.5合金浸泡析氢量显著降低,自腐蚀电流密度为1.61×10-4 A/cm2,平均腐蚀速率为0.35 mm/a,抗压强度为621 MPa,塑性压缩应变为0.8％.添加Sn元素后,MgZnCaMn合金中的非晶相近乎完全消失,合金组织中主要为雪花状的Mg2Sn相及MnZn13相,合金的析氢量无显著变化,其与Mg65.2Zn30Ca4Mn0.8合金的自腐蚀电流密度皆在10-4数量级,其抗压强度为412 MPa,压缩塑性应变为1.6％.结论 添加Sr元素可以提高MgZnCaMn合金的非晶形成能力,增加非晶相体积分数,同时提升了合金的强度和腐蚀性能.添加Sn元素则降低了MgZnCaMn合金的非晶形成能力,合金主要由延性相构成,其室温塑性得到明显改善,与初始合金相比,耐蚀性略有降低,但仍然优于常规的生物医用镁合金(如高纯镁、Mg-Zn-Ca等),具有较好的耐蚀性.

关键词：镁合金、微合金化、力学性能、腐蚀性能、快速凝固、非晶形成能力

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分类号：TG172.4(金属学与热处理)

资助基金：国家重点研发计划2016YFB0301100;重庆市基础前沿研究计划cstc2015jcyjBX0081;国家自然科学基金51571044, 51874062;中央高校基本科研业务费2018CDGFCL0005

在线出版日期：2019-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：83-90