电磁搅拌后,Mg-4Zn-0.3Zr合金晶粒细化且更加均匀,平均晶粒尺寸从91.3μm 降低到85.7μm。合金中的MgZn相数量减少,在晶粒内部有孪晶形成,且存在较多的小角度晶界。另外,抗拉强度和屈服强度分别为189 MPa和105 MPa,伸长率提高到17.3%。由于电磁搅拌合金中的孪晶和小角度晶界的存在,经热挤压后,电磁搅拌Mg-4Zn-0.3Zr合金动态再结晶的程度高,晶粒更加细小,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了241 MPa、178 MPa和25.2%。
镁(Mg)和镁合金已成为结构部件的竞争性替代品,因为运输中对高强度重量比材料的需求不断增长。尽管如此,制造镁部件的一个重要限制是织构镁合金的大拉伸-压缩屈服不对称性,这导致变形过程中的早期断裂。这种行为基本上可以归因于在拉伸和压缩过程中激活的不同变形机制,这是由于热机械加工产生的强烈纹理以及{10`1 2}延伸孪生的极性。
挤压态Mg-2Nd合金表现出高达30% 的拉伸延伸率与缓慢均匀的降解速率,但是材料的断裂强度只有193 MPa,比较高的塑性变形性能使Mg-2Nd合金在心血管支架、食道粘膜支架等方面具有良好的应用前景。Mg-Nd变形镁合金普遍表现出较高的塑性,这是因为Nd固溶于镁合金中,可以大幅降低镁合金的晶间层错能,使非基面滑移变得容易起来。
Zn元素是人体中的微量元素之一,在人体生长发育、生殖遗传、、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。同时,它还是镁合金中常用的合金元素之一,具有显著的固溶强化效果,并且还可以提高镁合金的腐蚀电位, 提高其耐蚀性。为此本文中通过在Mg-Nd合金中添加适量Zn元素来弥补Mg-Nd合金强度较低的不足,期望新的MgNd-Zn合金在保持良好的塑性变形能力的同时,还具备较高的强度,满足镁合金用于制作缝合线、吻合钉等植入物产品的性能要求。本文研究了Zn含量变化对铸态及挤压态Mg-2Nd-x Zn(x=0.2, 1.0, 2.0)合金和Mg-0.5Nd-x Zn(x=2.0, 4.0,6.0)合金的微观结构、力学性能以及腐蚀性能的影响。