纯镁丝材拉拔工艺及在模拟体液中的腐蚀行为研究

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1、工学硕士学位论文纯镁丝材拉拔工艺及在模拟体液中的腐蚀行为研究RESEARCHONDRAWINGPROCESSOFPUREMAGNESIUMWIREANDCORROSIONBEHAVIORINSIMULATEDBODYFLUID付婧怡哈尔滨工业大学2009年7月国内图书分类号：TK121国际图书分类号：536.08工学硕士学位论文纯镁丝材拉拔工艺及在模拟体液中的腐蚀行为研究硕士研究生：付婧怡导师：房文斌教授副导师：孙宏飞副教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与工程系答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈

2、尔滨工业大学ClassifiedIndex:TK311U.D.C.:536.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONDRAWINGPROCESSOFPUREMAGNESIUMWIREANDCORROSIONBEHAVIORINSIMULATEDBODYFLUIDCandidate：FuJingyiSupervisor：Prof.FangWenbinAssociateSupervisor：Prof.SunHongfeiAcademicDegreeAppliedfor

3、：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialProcessingEngineeringUnit：SchoolofMaterialSci.&Eng.thDateofOralExamination：July,6,2009University：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要镁具有很高的比刚度和比强度，良好的散热性能、减振性能和电磁屏蔽性能等优良的综合性能，因而在航空航天、汽车以及3C产品领域有广阔的应用前景。由于镁在室温下的塑性变形能力较差，因此

4、有关镁及其合金丝材拉拔变形的研究很少，但是丝材在国民经济中却发挥着重要作用。镁及其合金作为现有金属生物材料的新一代产品所表现出了优势与潜力，根据镁的耐蚀性能较差的特点，有望将其发展成为生物医用可消溶植入材料及器件。针对镁的这些特点本文研究了纯镁丝材的室温冷拉拔和中高温退火工艺过程，并将得到的丝材在模拟体液中进行腐蚀实验，研究了生理环境和晶粒尺寸对纯镁丝材的腐蚀影响。分析了挤压制坯过程中的挤压参数对丝材拉拔中显微组织和力学性能的影响，摸索最佳挤压工艺为后续的拉拔奠定理论基础；分析了拉拔中显微组织的演变和力学性能的变化情况，同时初步探

5、索了退火工艺对丝材组织的影响，摸索最佳拉拔-退火工艺。还分析了纯镁丝材在不同模拟体液中的腐蚀行为、不同晶粒尺寸的丝材在相同模拟体液中的腐蚀行为以及腐蚀后丝材的表面形貌和力学性能。拉拔-退火工艺研究发现，丝材的抗拉强度、延伸率随着挤压温度的升高先增大后逐渐减小，挤压温度为100℃的丝材力学性能明显高于室温和200℃的丝材；细化晶粒可以提高丝材强度和硬度，当丝材晶粒达到5~6µm时，抗拉强度可达到238.7MPa，延伸率可达到17.68%；随着冷变形程度的增加丝材的加工硬化效果明显，变形程度达到94.24%时硬度达到73.14HV。腐

6、蚀实验研究发现，纯镁的腐蚀与生物环境的化学成分及浓度有关，在Hank’s人工模拟体液中腐蚀较缓慢，在生理盐水中腐蚀相对较快，且浓度的增加加速腐蚀；细化晶粒可以减缓腐蚀速率，晶粒5~6µm的丝材在0.9%NaCI生理盐水中腐蚀120h的平均腐蚀速率可降到1.64mm/a；丝材表面发生了点蚀，腐蚀的程度及蚀坑大小与腐蚀液的化学成分及浓度有关。关键词纯镁丝材；冷拉拔；模拟体液腐蚀；显微组织；力学性能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractMagnesiumhaswideapplicationprospectinthearea

7、ofaerospace,automotive,and3Cproductsbecauseofitsgoodpropertiessuchashighstiffness/densityandstrength/densityratio,excellentcapacitiesofheatdissipation,dampingandelectromagneticshielding.However,duetomagnesiumhaspoorworkabilityatroomtemperature,nowtheinvestigationsofma

8、gnesiumanditsalloyswiresareveryfew,Buttheapplicationsofmagnesiumwiresareveryimportantinnationalproducts.Magnesiumanditsalloy