Mg，Ca元素对可降解Zn合金组织性能影响

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.01.008

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (1): 35-39.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.01.008

Mg，Ca元素对可降解Zn合金组织性能影响

王利卿^1,2，孙世能^1,2，任玉平^1,2，秦高梧^1,2

(1. 东北大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110819; 2. 东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2016-08-08 修回日期:2016-08-08 出版日期:2018-01-15 发布日期:2018-01-31
通讯作者: 王利卿
作者简介:王利卿(1988-)，男，山西朔州人，东北大学博士研究生; 秦高梧(1975-)，男，江苏盐城人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51371046，51525101)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N141008001).

Effect of Mg， Ca Addition on Microstructure and Properties of Biodegradable Zn Alloy

WANG Li-qing^1,2， SUN Shi-neng^1,2， REN Yu-ping^1,2， QIN Gao-wu^1,2

1. School of Materials Science & Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. Key Laboratory for Anisotropy and Texture of Materials

Received:2016-08-08 Revised:2016-08-08 Online:2018-01-15 Published:2018-01-31
Contact: QIN Gao-wu
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摘要/Abstract

摘要： 采用X射线衍射、扫描电子显微镜、光学显微镜、室温拉伸和浸泡失重法研究了挤压态纯Zn和Zn-0.2Mg-xCa(x=0，0.06，0.15，0.3)(质量分数)合金微观组织、力学性能和体外降解速率.结果表明:200℃挤压后，纯Zn晶粒尺寸达到100μm;Zn-0.2Mg-xCa合金中晶粒尺寸均维持在15~20μm之间，并存在第二相Mg₂Zn₁₁和CaZn₁₃.随着Ca含量增加，CaZn₁₃含量逐渐增加，且当Ca质量分数达到0.15%以上时CaZn₁₃尺寸达到15~50μm.纯Zn的屈服强度和延伸率分别为64MPa和14%，Zn-0.2Mg-xCa合金随着Ca含量增加屈服强度由180MPa提高到约200MPa，延伸率则逐渐由18%降低到6%.纯Zn和Zn-0.2Mg-xCa合金在SBF溶液中降解速率维持在0.05~0.15mm·a^-1，而且随Ca的添加降解速率略有降低.

关键词: Zn-Mg-Ca合金, 反向热挤压, 显微组织, 力学性能, 降解速率

Abstract: Pure Zn and Zn-0.2Mg-xCa (x=0， 0.06， 0.15 and 0.3，mass fraction) alloys were prepared by indirect hot extrusion. The microstructure， mechanical properties and in vitro degradation rate of extruded Zn-based alloys were investigated by X-ray diffraction， scanning electron microscopy， optical microscope， tensile test and immersion test. The results showed that pure Zn consisted of equiaxed grains with the size of 100μm and Zn-0.2Mg-xCa alloys were composed of refined grains with the size of 15~20μm and the second phases of Mg₂Zn₁₁ and CaZn₁₃. With increasing Ca addition， the amount of CaZn₁₃ increased and the size of CaZn₁₃ reached 15~50μm when the Ca mass fraction was over 0.15%. The yield strength and elongation of pure Zn was 64MPa and 14%， respectively. With increasing Ca addition， the yield strength of Zn-0.2Mg-xCa increased from 180MPa to 200MPa， while the elongation decreased from 18% to 6%. The degradation rate of Zn and Zn-0.2Mg-xCa kept between 0.05~0.15mm·a^-1 and decreased with Ca addition.

Key words: Zn-Mg-Ca alloys, indirect hot extrusion, microstructure, mechanical property, degradation rate

中图分类号:

TG146.1

王利卿，孙世能，任玉平，秦高梧. Mg，Ca元素对可降解Zn合金组织性能影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(1): 35-39.

WANG Li-qing， SUN Shi-neng， REN Yu-ping， QIN Gao-wu. Effect of Mg， Ca Addition on Microstructure and Properties of Biodegradable Zn Alloy[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(1): 35-39.

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