【摘 要】
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作为新一代生物可降解医用金属材料,镁及其合金由于具有良好的生物相容性、力学相容性以及生物可降解性而受到了日益广泛的关注,围绕其进行的血管支架用微细管材的研究也日益增多。然而,镁合金通常具备HCP结构,塑性变形能力较差,这给需要经历极大塑性变形的微细管材的研制造成了很大困难。本文通过对JDBM镁合金热变形行为的研究,开发出了合适的挤压工艺,随后通过多道次的轧制、拉拔和热处理工艺,制备出了高质量的镁合
【基金项目】
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国家重点研发项目(2016YFC1102401); 国家自然科学基金(No.51501110,No.51501115); 上海市科技委员会(No.17XD1402100,No.17440730700,No.18441908000);
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作为新一代生物可降解医用金属材料,镁及其合金由于具有良好的生物相容性、力学相容性以及生物可降解性而受到了日益广泛的关注,围绕其进行的血管支架用微细管材的研究也日益增多。然而,镁合金通常具备HCP结构,塑性变形能力较差,这给需要经历极大塑性变形的微细管材的研制造成了很大困难。本文通过对JDBM镁合金热变形行为的研究,开发出了合适的挤压工艺,随后通过多道次的轧制、拉拔和热处理工艺,制备出了高质量的镁合金血管支架用微细管材,并对其显微组织、力学性能、耐蚀性能等进行了研究。得出的主要结论有:1.本实验使用的JDBM镁合金的热变形激活能为176.5KJ/mol。采用双曲正弦函数模型,在变形温度为340℃~460℃、应变速率为0.001s-1~1s-1的范围内建立了 JDBM镁合金的热变形稳态流变应力本构方程:(?)其中(?)通过分析在不同变形条件下获得的样品的显微组织,得到再结晶晶粒尺寸与Z参数的关系可以描述为:d=9.875 × 104Z-0.375652.JDBM镁合金管坯的挤压工艺为:坯料预热温度380℃,模具温度380℃,挤压杆速度为1mm/s。利用此挤压工艺制备得到ψ3.5mm×0.25mm的细小管坯,与JDBM挤压棒相比,其具有更细小的晶粒组织;其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为220MPa、267.5MPa 和 48.8%。3.挤压态的细小管坯经过轧制,得到ψ3.25mm×0.175mm的管材,其退火工艺为390℃×40min。退火后管材的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为159MPa、219MPa和26.8%;在轧制管材的基础之上,通过多道次的拉拔工序分别得到ψ3.0mm×0.16mm和ψ2.4mm×0.16mm的微细管材,其退火工艺均为420℃×40min,延伸率分别达到了 23%和27.5%,能够满足血管支架对管材性能的要求。平均晶粒尺寸分别约为15μm和22μm,在37℃的Hank’s溶液中浸泡48h后测得的腐蚀速率分别为(0.29±0.01)mm/year 和(0.26±0.06)mm/year。
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