通过凝固冷却速率调整Zn-1Mg-(0.5Mn,0.5Ca)合金的显微组织和显微硬度

摘要

生物可降解锌基合金,特别是添加合金元素的锌-镁(Zn-Mg)合金,已获得广泛研究以改善其力学性能和腐蚀性能。由于这些性能主要依赖于合金的显微组织,因此任何评价都应该从了解影响其形成的条件开始。本研究旨在探讨凝固冷却速率对Zn-1Mg-(0.5Ca, 0.5Mn)(质量分数,%)合金瞬态凝固过程中显微组织演化的影响。结果表明,两种合金的显微组织均含有3种相:η-Zn枝晶基体、Zn11Mg2金属间化合物和低共熔混合物中的Zn2Mg。MnZn9和两种含Ca相(CaZn11和CaZn13)分别与Mn和Ca的添加有关。与Zn-1Mg(质量分数,%)合金相比,添加Mn和Ca元素可以细化枝晶基体和低共熔混合物。建立冷却速率、枝晶间距或共晶间距之间的关系,从而提出实验生长规律。此外,为了研究添加Ca和Mn的效果,进行硬度测试。维氏显微硬度与二次枝晶间距之间的实验相关性表明,与二元合金相比,显微组织细化和典型的Ca、Mn基金属间化合物是导致硬度增加的主要原因。