Otrzymywanie i właściwości litych stopów na bazie magnezu o ultra drobnoziarnistej mikrostrukturze. Synthesis and properties of bulk Mg-based alloys with ultrafine grained microstructure.
Journal Title: Obróbka Plastyczna Metali - Year 2016, Vol 27, Issue 3
Abstract
Magnez i jego stopy są przedmiotem intensywnych badań z uwagi na ich ważne potencjalne zastosowanie w aplikacjach medycznych w tym jako materiały na implanty. W pracy omówiono wpływ składu chemicznego i procesu technologicznego na mikrostrukturę, właściwości mechaniczne i odporność korozyjną ultra drobnoziarnistych stopów Mg1Zn1Mn0.3Zr oraz Mg4Y5.5Dy0.5Zr. Materiały do badań otrzymano metodami mechanicznej syntezy i metalurgii proszków. Dodatek hydroksyapatytu oraz bioszkła, typ 45S5, do materiałów na bazie magnezu zmniejsza wielkość ziaren otrzymanych litych kompozytów. Analizę fazową i mikrostrukturę analizowano przy użyciu dyfrakcji rentgenowskiej, skaningowego mikroskopu elektronowego, a właściwości mechaniczne i odporność korozyjną zbadano, stosując mikrotwardościomierz, nanoindenter oraz potencjostat. Właściwości kompozytu są zależne od udziału procentowego bioceramiki w matrycy Mg, gęstości otrzymanych kompozytów, jak również od składu chemicznego i ostatecznej mikrostruktury. Poprawę właściwości powierzchniowych kompozytów na bazie Mg1Zn1Mn0.3Zr uzyskano dzięki osadzaniu elektrolitycznemu fosforanów wapnia roztworu symulującego płyny ustrojowe. Badania elektrochemiczne w roztworze Ringera wykazały, iż odporność korozyjna modyfikowanych próbek była wyższa w porównaniu do próbek niemodyfikowanych. Zbadano mikrostrukturę, wyznaczono skład chemiczny warstw osadzanych elektrolityczne oraz przedyskutowano wpływ otrzymanych warstw na właściwości korozyjne. Ultra drobnoziarniste materiały na bazie magnezu dzięki gęstszej warstwie powierzchniowej (Ca10(PO4)6O and (Mg(OH)2), w porównaniu do niemodyfikowanych próbek posiadają unikalne właściwości powierzchniowe i dlatego mogą znaleźć potencjalne zastosowanie w biomateriałach następnej generacji. Magnesium and its alloys have been intensively investigated as potential bone implant materials.This paper discusses the influence of chemical composition on the microstructure, mechanical and corrosion properties of ultrafine grained Mg1Zn1Mn0.3Zr and Mg4Y5.5Dy0.5Zr alloys synthesized by the application of mechanical alloying and powder metallurgy. The hydroxyapatite or 45S5 Bioglass addition to Mg-based alloys decreases of grain sizes of the bulk material. The phase and microstructure analysis was carried out using X-ray diffraction, scanning electron microscopy and the properties were measured using hardness, nanoindentation and corrosion testing equipment. The properties of composites depend upon crystal structure, density, volume fraction, and the interface among the constituents, as well as upon the chemical composition and their final microstructure. The Mg1Zn1Mn0.3Zr composite surface improvement was achieved by electrolytic depositionof calcium phosphates from simulated body fluid electrolyte. The electrochemical test showed that the corrosion resistance of treated specimens was higher compared with the untreated samples in Ringer solution. The microstructure, composition andelectrolytic deposition of calcium phosphate coatings were characterized, and the corrosion properties of selected samples were also investigated. Ultrafine grained Mg-based biomaterials due to denser (Ca10(PO4)6O and (Mg(OH)2) surface layers, compared with untreated samples, possess unique surface properties and consequently are considered to be the future generation of biomaterials.
Authors and Affiliations
Kamil Kowalski, Andrzej Miklaszewski, Mieczysław Jurczyk
Keywords
Related Articles
- EP ID EP492002
- DOI -
- Views 110
- Downloads 0
Kompozyty na osnowie stali szybkotnącej wytwarzane metodą SPS. High speed steel matrix composites fabricated by spark plasma sintering.
W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu temperatury spiekania w zakresie 900––1000°C na mikrostrukturę i wybrane właściwości kom pozytów na osnowie stali szybkotnącej M3/2 z 50% dodatkiem wagowym żelaza wytwor...
Badania mikrostrukturalne i fraktograficzne warstw napawanych na wykrojach matryc kuźniczych. Microstructural and fractographic investigations of padded layers in cavities of hot forging dies.
W pracy zaprezentowano wyniki badań mikrostrukturalnych i fraktograficznych trzech rodzajów warstw napawanych drutami F-818, F-812 i UTOP38 na podłożu ze stali 42CrMo4 (40HM). Przedstawiono zdjęcia oraz charakterystyki m...
Technologie, konstrukcje i automatyzacja produkcji w procesach Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycznej. Technologies, designs and automation of production in processes of the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute
W artykule przedstawiono informacje dotyczące zakresu niektórych działań i prac w Zakładzie Kształtowania Objętościowego i Automatyzacji Produkcji (BO) oraz w Zakładzie Rozwoju Kuźniczych Przyrządów Specjalnych (TW) zajm...
Ocena wielkości zużycia matrycy do kucia pierścieni synchronizatora na podstawie optycznego skanowania i badań metalograficznych. Wear analysis of die for forging of synchronizer rings based on optical scanning and metallographic examinations
W publikacji przedstawiono wyniki optycznego skanowania matrycy do kucia pierścieni synchronizatora typu 682 oraz badań metalograficznych, które przeprowadzono po eksploatacji matrycy. Matrycę wytworzono i eksploatowano...
Badania tribologiczne i biotribologiczne w Laboratorium Inżynierii Powierzchni i Tribologii Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Obróbki Plastycznej. Tribological and biotribological research in the Laboratory of Surface Engineering and Tribology of Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute.
W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań, które są efektem realizowanych w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycznej zarówno projektów krajowych, jak i międzynarodowych, dotyczących tematyki tribo...