无镍奥氏体不锈钢生物腐蚀磨损特性研究

摘要

在发展新型医用金属材料时必须严格控制其中的Ni元素，最好少用或不用此类对人体产生毒性和过敏性较大的合金元素。13Cr24Mn0.44N不锈钢为新近研制开发的中、高氮无镍奥氏体不锈钢，它利用价廉的Mn元素取代316L不锈钢中的Ni元素，并利用N元素来稳定奥氏体，提高材料的耐蚀性能和加工硬化能力。 通过SEM、XRD、XPS等分析测试手段，研究了13Cr24Mn0.44N不锈钢的组织、硬度及其钝化膜的表面特性和不锈钢在Hank's体液中电化学腐蚀行为，研究了不锈钢在水中和Hank's体液中的滚—滑摩擦磨损和往复滑动摩擦磨损行为。试验结果表明： 1)在滚—滑摩擦磨损中，磨损初期，两种介质中的磨痕形貌颇为相似，均以犁削和塑性流动为主。进入稳定期后，在水润滑条件下，磨痕形貌表现为粘着磨损；而在体液润滑条件下，以腐蚀疲劳磨损为典型特征。 2)在往复滑动摩擦磨损中，不锈钢在水介质中磨损后，磨痕呈现微切削和犁沟机制；而在体液中磨损时，低载时，磨痕形貌与水介质中相似，呈现微切削和犁沟机制，但在较大载荷时，其磨损机制为疲劳脱层伴随着显微切削。 3)在相同的摩擦条件下，试样在模拟体液润滑下的磨损量均小于在水润滑下的磨损量。体液的润滑作用改变了摩擦副之间的表面状态，降低了摩擦系数，从而减少了磨损失重。两种摩擦形式均证明了 13Cr-24Mn-0.44N奥氏体不锈钢在体液中磨损时，腐蚀与磨损间呈“负”交互作用。此结果也预示着，13Cr-24Mn-0.44N奥氏体不锈钢有望在人体植入物中获得良好的应用。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书及学术诚信声明

第一章绪论

第二章无镍奥氏体不锈钢的表面成分结构特征

第三章无镍奥氏体不锈钢的腐蚀特性

第四章无镍奥氏体不锈钢滚—滑动摩擦磨损性能

第五章无镍奥氏体不锈钢往复滑动摩擦磨损性能

第六章结论

还需要进一步研究的内容

致谢

在读期间科研和论文发表情况

参考文献

附录