贵金属齿科铸造合金时效后结构与性能研究

摘要

本文对第四类高强度时效硬化型金基贵金属齿科铸造合金Au-12.3wt％Ag-12.2、wt%Cu-4.0、wt%Pt-0.5 wt%Zn-0.1wt%Ir进行了系统的研究。合金在37、100、200、350和500℃等不同温度进行等温时效,采用X射线衍射法、光学显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度等测试手段,分析了合金的显微组织和结构、测定了显微硬度,获得了合金时效过程的相变规律,着重分析了合金的时效硬化机理,从而为其临床实际应用提供理论基础。首先对轧制态试样进行微观组织结构和性能的分析。轧制态合金经过固溶处理后为面心立方单相组织。时效使面心立方基体α0相发生分解,温度的不同导致分解的方式不同。在37℃和100℃下时效,时效温度较低。借助淬火产生的过量空位,Cu原子发生迁移,最终生成具有调幅结构的α0′组织。350℃和500℃时效初期,基体转变为α0′组织。延长时效时间,晶界上的α0′组织首先发生分解,生成层片状交替的AuCu I有序相和α2富银相;晶界上析出的层片较厚。经350℃8640分钟时效的试样,其晶粒内部仍保持大量未分解的α0′组织;而500℃时效试样晶粒内部的α0′组织则以独立形核的方式完全转变成平衡富银α2无序相和AuCu I有序相,片层很薄。在所有的温度下,合金的硬度随调幅组织α0′的形成而提高,达到的最高硬度在37～350℃范围内大致相同,为Hv270～290;500℃时较低,为Hv240～250。平衡分解组织富银α2无序相和AuCu I有序相的出现使硬度下降,是合金发生过时效的主要原因。其次,对铸造态合金进行了研究。结果表明合金具有粗大的枝晶结构和明显的枝晶偏析。在适当的温度下,铸造态合金也具有时效硬化性,但硬化效果要逊于其轧制态,且合金的硬度也不均匀。500℃时效,获得胞状的晶界析出区域。受枝晶偏析的影响,析出物分布均匀性低于轧制态试样。因此,铸造态合金在实际应用时应先进行均匀化处理以提高其时效稳定性。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 齿科合金的基本要求

1．3 贵金属齿科合金的物理冶金基础

1．4 贵金属齿科合金的基本分类和具体应用

1．4．1 齿科金属合金的分类

1．4．2 贵金属齿科铸造合金的分类及其具体应用

1．5 贵金属齿科合金强化理论及常见添加元素

1．5．1 合金强化理论

1．5．2 贵金属齿科合金中的强化理论

1．5．3 贵金属齿科合金中的常见添加元素

1．6 国内外关于贵金属齿科铸造合金的研究现状和发展前景

1．6．1 贵金属齿科铸造合金的研究现状

1．6．2 齿科科合金材料的发展前景

1．7 研究思路和主要研究内容

参考文献

第二章 实验方法

2．1 试样制备与处理

2．1．1 试样制备

2．1．2 试样处理

2．2 时效处理

2．3 制备金相试样

2．4 金相与扫描电子显微镜(SEM)观察

2．5 X射线衍射分析

2．6 显微硬度测试分析

第三章 轧制态试样实验结果及分析

3．1 前言

3．2 XRD测试结果及分析

3．2．1 XRD测试结果

3．2．2 XRD结果分析

3．3 金相显微组织观察及分析

3．4 合金的显微硬度

3．4．1 引言

3．4．2 显微硬度分析

3．5 讨论

3．6 本章小结

参考文献

第四章 铸造态试样实验结果及分析

4．1 前言

4．2 金相组织观察及分析

4．3 显微硬度分析

4．4 讨论

4．5 本章小结

参考文献

第五章 结论

致谢