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贵金属齿科铸造合金时效后结构与性能研究

曾婵  
【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α_0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α_0′组织。350℃和500℃时效初期,基体转变为α_0′组织。延长时效时间,晶界上的α_0′组织首先发生分解,生成层片状交替的AuCu I有序相和α_2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α_0′组织;而500℃时效试样晶粒内部的α_0′组织则以独立形核的方式完全转变成平衡富银α_2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α_0′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α_2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。


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