可降解鎂合金的循環(huán)力學性能研究.pdf

1、鎂合金具有生物可降解性能，較好的生物相容性以及良好的力學承載能力，使鎂合金作為生物可降解植入物材料，逐漸進入人們的視野。鎂合金在體內(nèi)服役期間會受到腐蝕與循環(huán)應力的交互作用，因此腐蝕疲勞失效是它失效的主要形式。近幾年，生物鎂合金的腐蝕以及疲勞性能的研究對鎂合金應用于臨床起到了很好的推動作用。
　　本文采用LA91可降解鎂合金，在PBS模擬體液中浸泡不同時間，研究其腐蝕機理，并對腐蝕后的棘輪疲勞行為進行研究。結果表明，LA91在腐蝕過

2、程中主要呈現(xiàn)絲狀腐蝕與點腐蝕的共同作用，因而腐蝕后的表面往往呈現(xiàn)不規(guī)則形貌；在浸泡初期材料的腐蝕速率較高，隨著浸入時間的增長腐蝕速率逐漸下降，最終趨于一個穩(wěn)定值；浸泡后的LA91鎂合金在棘輪疲勞實驗中棘輪累積速率加快，疲勞壽命降低。本文研究了腐蝕后材料的有效應力，并通過有效應力建立壽命預測模型，能很好的預測LA91鎂合金的腐蝕疲勞壽命。
　　鎂合金在生物體內(nèi)降解速度太快，強韌性難以保證。預變形孿晶組織可以有效地調(diào)控鎂合金的組織和織

3、構，從而改變鎂合金的力學行為和塑性加工性能。本文研究了AZ31擠壓棒材在恒定應變控制下的低周疲勞性能，考察了預壓縮、預扭轉使材料產(chǎn)生初始孿晶對材料低周疲勞性能的影響，得到如下結論：
　　(1)原始態(tài)鎂合金在循環(huán)變形過程中呈現(xiàn)出循環(huán)硬化現(xiàn)象，在每一圈循環(huán)過程中都存在孿生-退孿生的變化，因此應力應變滯環(huán)曲線表現(xiàn)出不對稱性，材料在循環(huán)過程中存在拉伸的平均應力，拉伸的平均應力會加速疲勞裂紋的擴展，降低材料的疲勞壽命。
　　(2)材料

4、在受到擠出方向的預壓縮之后，產(chǎn)生孿晶，部分晶體 c軸旋轉90°與ED方向大致平行，產(chǎn)生孿晶的數(shù)量與預壓縮程度有關。經(jīng)過預壓縮材料滯環(huán)曲線非對稱性減弱，平均應力變?yōu)閴嚎s方向，因此預壓縮鎂合金疲勞壽命比原始態(tài)有所提高。
　　(3)擠壓棒狀鎂合金在受到預扭轉的作用后，在橫截面也會產(chǎn)生孿晶，但所產(chǎn)生孿晶大部分為垂直于ED方向的面內(nèi)孿晶，晶體c軸依然垂直于ED方向。孿晶阻礙了ED方向拉伸時的位錯運動，因此預扭轉材料在循環(huán)過程中拉伸方向的應力