变形温度对Mg—Zn—Mn—Ca合金拉伸与降解性能的影响.pdf

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1、实用研究种铸造及有色合金2014年第34卷第5期变形温度对Mg—Zn—Mn—Ca合金拉伸与降解性能的影响杜辉李佳孙锐。刘鑫旺。(1．武汉科技大学机械自动化学院；2．华中科技大学材料科学与工程学院)摘要研究了变形温度对挤压态Mg一2．2Zn-lMn-O．5Ca合金微观组织、力学性能和生物降解性能的影响。结果表明，Mg一2．2Zn-lMn-O．5Ca合金在280℃变形时发生完全动态再结晶，并且随着挤压温度的升高，合金的再结晶晶粒明显长大，力学性能降低；同时，随着挤压温度的升高，Mg一2．2Zn-lMn-0．5Ca合金的位错密度升高，从而使其生物降解性能降低。关键词镁合金；微

2、观组织；生物降解；再结晶中图分类号TG146．22文献标志码A文章编号1001—2249(2014)05—0467—05EffectsofExtrusionTemperatureonTensilePropertiesandBi0degradati0nofMg-Zn。Mn—CaAlloyDuHui，LiJia，SunRuj，LiUXinwang(1．SchoolofMachineryandAutomation，WuhanUniversityofScienceandTechnology；2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，Hua

3、zhongUniversityofScienceandTechnology)Abstract：Effectsofextrusiontemperatureonmicrostructure，mechanicalpropertiesandbiodegradati0nofMg一2．2Zn一1Mn一0．5Caalloywereinvestigated．Theresultsshowthatcompletecrystallizationoccursat280℃，andthecrystallizedgrainsarecoarsenedobviouslywiththeincreaseof

4、extrusiontemperature．accompaniedwiththedecreaseofmechanicalproperty．Meanwhile，thedislocationdensityisincreasedwithincreasinginextrusiontemperature，whichisresponsibleforthedecreaseofbiodegradation．KeyWords：MagnesiumAlloy，Microstructure，Bi0degradati0n，RecrystallizatiOn镁及镁合金在人体环境中可以发生降解，并且对

5、人键合，表明合金的成骨活性还有待改善_1¨]。鉴于Ca体无毒副作用，与骨组织密度和弹性模量接近。因此镁是骨组织的重要组成元素，Ca离子的析出有利于促进及镁合金作为新型骨组织替代材料引起广泛关注_】]。骨组织的愈合[1，并可在一定程度上改善镁合金的但纯镁由于其降解速率较快，在骨组织未完全愈合前已耐蚀性能n，本课题开发了新型的Mg一2．2Zn一1Mn一经丧失力学性能。为了提高镁合金的耐腐蚀性能，研发0．5Ca合金。经过挤压处理后，研究了不同挤压温度对了许多新型医用镁合金。其中，Mg—A1、Mg—RE合金可Mg一2．2Zn一1Mn一0．5Ca合金的微观组织、力学性能和生显著提

6、高耐腐蚀性能，但是研究发现Al会诱发老年痴物降解性能的影响。呆，降低破骨细胞活性口；Y、Ce、Pr等稀土元素会导致肝中毒[9；Nd元素在骨组织降解后仍保留在植入部1试验过程位，难以被骨组织吸收，这些缺陷限制了这两类合金的1．1材料制备应用]。UZ等。。指出变形处理Mg一1Ca合金可以成为一种新型的生物可降解植入材料，但其耐腐蚀性有待试验原材料为99．99％(质量分数，下同)的高纯镁于进一步提高，并指出Ca元素有利于促进骨组织的愈锭、99．99％的高纯锌粒、99．99％的高纯钙和分析纯的合。ZHANGS等[1]对Mg—Zn合金作为新型医用骨MnC1。压片。采用井式坩埚电阻

7、炉在体积分数为99．5％修复材料进行了研究，指出Mg-6Zn合金中，无毒Zn元的CO+0．5％的SF混合气体保护下熔炼成Mg一素的添加提高了纯镁的生物相容性和耐腐蚀性能。2．2Zn一1Mn一0．5Ca合金。熔炼选用石墨坩埚。浇入尺Mg—Zn—Mn合金具有较好的耐腐蚀性能，但在植入3周寸为庐60mm×80mm的金属型中。棒材的挤压在3后，合金界面区存在一薄层纤维细胞带，偶尔可见少量MN立式挤压机上进行。挤压温度为573K，挤压速度新类骨组织，术后26周时在镁合金植人体与骨组织间为22mm／s，挤压比为l1．3：1。在挤压凹模和挤压套仍有隔膜