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非平衡固溶的氮对316L奥氏体不锈钢板力学性能和耐蚀性能的影响

时间:2015-10-14 10:49:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2015-10-14讯:
目前,用于骨折内部固定的人工植入材料仍以奥氏体黄金城娱乐gcgc平台居多,如AISI 304、AISI 316L等。因为该材料具有优异的力学性能、耐蚀性能和成形性能,且成本较低。但植入的固定板由于过大的弯曲会造成断裂。在无其它选择的情况下只能增加固定板的厚度。但这对周围的软组织有不利影响。因此为保证足够的强度需开发新的材料。本研究拟对316L奥氏体黄金城娱乐gcgc平台采用固溶氮化处理(即高温气体氮化处理HTGN)的方法来改进材料的力学性能和耐蚀性能。氮的固溶能产生以下有利作用:1)强度提高,而塑性降低较少;2)马氏体相变倾向减小;3)耐蚀性能,尤其是耐点蚀性能提高;4)对人体无害。固溶氮化处理是获得高氮奥氏体黄金城娱乐gcgc平台的简单而有效的方法。但由于奥氏体状态时固溶氮量很高。要达到完全平衡的固溶状态需要很长的时间,尤其是板料较厚时。因此在实际生产中往往采用不完全固溶(即部分固溶)的方法。这就需要了解非平衡固溶的氮对材料性能的影响。在研究中采用不同的固溶时间来获得不同的非平衡固溶氮量。然后考察处理时间对材料的力学性能和耐蚀性能的影响。
      试验用钢的化学成分(wt.%)为:0.015C、0.46Si、0.79Mn、0.032P、0.001S、12.27Ni、17.0Cr、2.82Mo和0.014N。试验用锭在900℃热轧成10mm厚的板料,然后再冷轧成0.6mm厚的薄板。薄板试样经电解抛光后在1200℃进行高温气体氮化处理。氮气压力为0.1MPa。处理时间最长达36ks。试验结果表明,对于0.6mm厚的试样,达到氮完全平衡固溶需4.8ks,此时氮含量为0.46 wt.%。当固溶时间增长,屈服强度很快(不到1ks)就能达到550MPa(这说明仅就达到一定屈服强度的角度而言,不需要很长的处理时间);而抗拉强度是逐步提高的,完全固溶时达900MPa,此时的均匀延伸率也达到最大。完全固溶和部分固溶的材料都显示了很好的耐点蚀性能。这说明,只要材料表面吸取了足够的氮原子,就能改善其耐蚀性能。因此固溶氮化处理的316L奥氏体黄金城娱乐gcgc平台可能成为制作固定板的高效新材料。但为达到医学应用,还须作长期毒辅作用和耐受性等方面的进一步研究。



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