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1、1 黄河科技学院毕业论文 单位代码 02 学 号 1101180012 分 类 号 TB383.1 密 级 毕业论文 拉拔过程中镁合金丝的组织演变规律研究院（系）名称 工学院机械系 专 业 名 称 材料成型及控制工程 学 生 姓 名 指 导 教 师 2015年5月10日第IV页黄河科技学院毕业论文拉拔过程中镁合金丝的组织演变规律研究摘 要镁是人体内必需的微量金属元素，具有良好的生物相容性和生物可降解性。其降解释放的镁离子相比于人体内镁离子浓度( 0. 71. 0 mol /L) 可以忽略不计，对人体无毒性。假如将镁合金做成镁合金丝的血管支架材料，用于心血管疾病以及冠状动脉病变患者血管内，镁合金
2、会在血管恢复后随着时间在血液中溶解并且释放。并且因血液流动，血管内支架材料就会需要一定的柔韧性和径向的支撑强度。因此，制备将镁合金用作生物医用支架材料的研究具有很大的价值。本文主要是研究拉拔过程中镁合金丝的组织演变规律研究，研究了AZ31镁合金丝材的拉拔变形和以及变形之后的再结晶，使得到细晶的镁合金，以此使镁合金的综合性能得到改善。研究镁合金拉拔后的原始晶粒尺寸和变形程度对再结晶晶粒大小的影响，以及原始晶粒尺寸对再结晶温度的影响，并且得到了很多对镁合金丝的产业化的实际意义的数据。关键词：拉拔，镁合金丝，冷拔，退火，再结晶 Drawing Process of Magnesium Alloy S
3、ilk Organization Evolution Law Research Author：AbstractMagnesium ion concentration in human body (0. 7 1. 0 mol/L) is negligible, non-toxic to human body. If will made magnesium alloy stent materials, magnesium alloy used for cardiovascular disease and coronary artery lesions in patients with intrav
4、ascular, magnesium alloy will resume after the blood vessels in dissolved in blood and release over time. And because of the blood flow, endovascular stent materials will need certain flexibility and strength of the radial support. As a result, the preparation of magnesium alloy will be used for bio
5、medical scaffold materials are of great value.Process organization evolution law research, studied the drawing of AZ31 magnesium alloy wire deformation and deformation after recrystallization, make get fine granular magnesium alloy, in order to improve the comprehensive performance of magnesium allo
6、y. Research on magnesium alloy after the drawing of the original grain size and the influence of the deformation degree of recrystallization grain size, and the effect of original grain size on the recrystallization temperature, and got a lot of data of the practical significance of the industrializ
7、ation of magnesium alloy wire.Keywords:Drawing ,Magnesium alloy wire ,Cold drawn ,Annealing, Recrystallization目 录1 绪 论11.1 前言11.2 选题的背景和意义11.3 镁合金的变形特点11.4 镁合金拉拔工艺的研究现状21.5 拉拔工艺31.5.1 拉拔的特点及方法31.5.2 拉拔工艺的分类51.5.3 拉拔工艺的历程和研究现状51.6 本次研究的主要内容62 试验方法及分析手段72.1 实验材料72.2实验目的72.3 实验设备72.4 金相镶样的制作72.5 金相组织分析
8、（OM）82.6 实验的结果93 镁合金丝材的拉拔工艺研究123.1 实验材料123.2 实验方案123.3 实验结果与讨论133.3.1 AZ31镁合金丝材的组织133.3.2 AZ31镁合金丝的性能164 冷拉拔AZ31镁合金丝材的再结晶研究194.1 拉拔后的镁合金组织与性能和退火工艺之间的影响194.1.1 不同的退火温度对镁合金丝材的演变情况204.1.2 退火的时间对于镁合金丝材组织的影响224.2 镁合金丝材的冷变形和再结晶的组织研究224.3 镁合金丝拉拔过程中的加工硬化研究244.3.1 镁合金丝材在不同的拉拔阶段对加工硬化的影响244.3.2 冷变形程度对加工硬化的影响25
9、结论27致谢27参考文献29第 31 页黄河科技学院毕业论文1 绪 论1.1 前言镁是最轻的结构金属材料，并且具有很高的比刚度和比强度，它的散热性能、屏蔽减振性能等都比较良好，虽然镁的优点很多，但由于镁的晶体结构，使得镁合金在室温下有较差的塑性变形能力，在一定程度上限制了镁及镁合金的使用范围的原因是镁合金的综合强度和使用性能很难满足某些承力构件的较高要求。拉拔时制品就会发生变形，原始的形状和尺寸都会发生改变，拉拔后的制品长度增加,并且断面会减小,而且由于冷作硬化的原因使制品增加强度,使得塑性降低。1.2 选题的背景和意义可降解高分子材料已经被证实可以在人体环境下被降解，但是其力学性能太低，用作
10、支架时，会发生显著回弹，造成血管截面积变得狭小，无法达到预想的效果。因此，开发新型的高强度可降解支架材料就显得非常的重要，这将会显著地提供治疗的效果和提高病人的生活质量。现在国内外已将眼光转移到以镁合金为重要材料的生物可降解性支架,做成的支架会随着时间分解释放到血管壁以及血流中,在人体体液和血液中容易和氯离子引起反应生成镁离子和氢气,并且可以被吸收或者随尿排出体外。另外,镁合金的生物相容性非常好,它参与体内某些人体内新陈代谢的过程,可以促进新骨组织的生长,吸收不完的镁可以随尿液排出体外,并且有科学家表明成人每天需摄入的镁量为420mg。因此,镁合金具备了在人体环境下的可降解性,具备了支架材料所
11、必需的高强度、高刚度、高韧性和生物相容性,可有望成为新一代可降解支架材料,引起了世界范围的研究和开发。1.3 镁合金的变形特点镁合金由于具有比较低的密度，良好的减震和降低噪音的性能、高的比强度和比刚度、对环境的污染比较小以及可以回收再利用的特点，所以在航空航天、电子、汽车领域以及国防军工都有很好的前景开发。镁合金在变形时对温度的变化非常敏感，压缩或挤压变形在温度比较低的时候，它主要为基面滑移和孪生两种机制，在显微镜下可以发现有较多的孪晶和错位的出现，而在比较高的温度下挤压,材料的变形机制将会发生改变。1.4 镁合金拉拔工艺的研究现状镁合金丝材成形性研究在现在阶段主要有两种：拉拔成形和挤压成形。
12、 虽然镁合金的拉拔成形比较困难,但由于拉拔成形而得到的产品的尺寸的精度比较高、表面的粗糙程度也相比较其他的要低,尤其是线材、管材拉拔比较容易实现高速的连续化生产,生产效率就会加倍的进行。己经有的研究报告指出镁合金线材通过拉拔成形得到的制品综合性能更好。田昊洋、唐国翌通过电致拉拔对镁合金丝材的塑性进行研究。在不加电的拉拔过程中,经两道次拉拔由原始直径为1.88mm的镁丝到直径为1.72mm后开始出现断丝现象.如果引入高能脉冲电流的电致塑性拉拔,可进行6道次拉拔到直径为1.42mm,拉拔后AZ31镁合金丝的抗拉强度最高可为305MPa,它的伸长率为6.5%，并且不需要退火处理。并且在过程中丝材发生
13、动态再结晶。徐奔等对AZ31镁合金丝材拉拔工艺进行研究,探讨了拉拔变形和退火工艺对材料性能的影响。结果表明,通过多道次拉拔变形和中间进行退火，镁合金丝材的晶粒会得到细化,性能的得到了提高。随着原始晶粒的细化,它最高强度达到439MPa，它的最大累积变形程度也会慢慢的增加,最高可达到65.1%。Sumitomo 公司利用常规的 AZ61和 AZ31 挤压线材被用来作为拉拔变形的坯料，把直径为 6.0mm 的挤压线材拉拔，使其成直径为 3mm 的线材。然后在200到450之间线材进行退火一个小时，通过疲劳实验和拉伸不同的退火情况下测试线材的性能，然后然后让这两种线材的性能进行比较，所用合金的化学成分如下表所示。表 1-1 拉拔材料的化学成分 （%）线材 AlZn Mn SiCuNiFeMgAZ616.40.770.35 0.030.010.010.01 Bal.AZ312.9 0.77 0.40 0.010.010.01 0.01Bal.实验的结果表明，线材拉拔的抗拉强度是挤压态的1.4倍，线材拉拔后的屈服强度是挤压态的1.9倍。但是挤压线材的伸长率比拉拔材料的要高。Sumitomo 公司研究了AZ31 镁合金丝的拉拔加工和热处理的组织的关系，实验得到拉拔
