CN112359263A - 一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法 - Google Patents

一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法。所述的生物可降解铁合金，其制备方法包括以下步骤：按设计组分配取铁、锰、硅粉，在保护气氛下，进行机械合金化获得具有奥氏体和马氏体相的混合合金粉末，将合金粉末真空干燥；以真空干燥后的合金粉末为原料，在保护气氛下，采用选区激光熔化工艺得到铁锰硅合金材料。结果表明，所制备的铁锰硅合金，具有比铁更负的电极电位，同时，合金中的奥氏体与马氏体之间构成大量的电偶腐蚀，显著提高合金材料的腐蚀速率。本发明所制备的生物铁锰硅合金能够有效解决常规铁基骨植入物降解过慢的问题，并且具有优异的力学性能和良好的生物活性，在骨修复领域具有良好的应用前景。

Description

一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法
技术领域
本发明属于生物医用植入物设计和制造技术领域，特别涉及一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法。
背景技术
钛合金、316L不锈钢和Co-Cr合金等永久性植入材料，由于良好的生物相容性和优异的力学性能，近年来在骨移植领域得到广泛应用。但它们在人体内难以降解，需要二次手术取出，且长期植入会引发一些并发症。生物可降解金属是新一代革命性的生物医用材料。其中铁作为一种代表性的可降解金属，不仅是人体内必需的营养元素，参与多种新陈代谢过程，还能维持骨细胞的结构和功能，具有良好的生物相容性，因此在骨移植领域受到了极大的关注。然而，由于铁标准电极电位较高(-0.44V)，导致其在体内环境降解速率过慢(＜0.1mm/year)，作为植入物会阻碍新骨的生长，这严重阻碍了铁在骨移植中的应用。
为了提高铁的降解速率，人们开展了大量的研究，目前有利用Al、B、C等元素与铁元素形成金属间化合物，通过金属间化合物与铁基体之间形成电偶腐蚀加速降解；也有通过添加高电位的金属元素Au、Ag、Pt等，与铁基体形成大的电位差来提高腐蚀速率。但是这些元素及金属间化合物形成的阴极腐蚀速率较低，因此铁的降解速率提高并不明显，此类所制备的铁基植入物与临床使用要求仍有较大差距。
因此，如何有效加快铁基合金的电偶腐蚀以使降解速率与组织修复速率相匹配，成为促进其在可降解植入物领域应用的关键。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提出一种诱发马氏体相变的生物铁锰硅合金及制备方法。通过本发明开发的铁锰硅合金，一方面有效降低了铁基体的电极电位，另一方面奥氏体与马氏体形成电偶腐蚀，显著提高了铁基体的降解速率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将铁粉、锰粉、硅粉于保护气氛下进行球磨，干燥，获得具有奥氏体、马氏体相的混合合金粉末；
所述混合合金粉末中，铁粉的质量分数为60-70wt％，锰粉的质量分数为26-34wt％，硅粉的质量分数为3-9wt％；
步骤二、将步骤一所得混合合金粉末于保护气氛下，通过选区激光熔化成型获得生物可降解铁合金。
优选的方案，所述铁粉为球形，粒径为15-50μm，锰粉为球形，粒径为5-10μm，硅粉的粒径为50-80nm；
发明人发现，将原料粉末的粒径控制在上述范围，最终所得生物可降解铁合金致密度最佳，力学性能最优，降解速率加快最多。
优选的方案，所述步骤一中，所述混合合金粉末中，铁粉的质量分数为62-66wt％，优选为64wt％，锰粉的质量分数为28-32wt％，优选为30wt％，硅粉的质量分数为5-7wt％，优选为6wt％；
优选的方案，所述步骤一中，球磨的转速为250-350rad/min，球磨的时间为35-50h，球料比为8-12：1。
在本发明中，通过球磨提供能量和降低马氏体相变所需要的层错能，诱发奥氏体向马氏体的转变，当然球磨过程中，需要有效控制，若球磨工艺和参数不在本发明选取的范围内时，粉末在球磨时可能会出现严重的冷焊，阻碍锰、硅元素在铁基体中的均匀分布以及马氏体的转变，从而影响合金化的效果。
进一步的优选，所述步骤一中，球磨的转速为300-350rad/min，球磨的时间为38-42h，球料比为9-11：1；
更进一步的优选，所述步骤一中，球磨的转速为300rad/min，球磨的时间为40h，球料比为10：1。
优选的方案，球磨过程中，球磨罐内气压为0.1-0.2MPa。
在实际操作过程中，球磨前，通过气阀从进气口向球磨罐通入氩气，同时从排气口释放罐内混杂气体约5-10秒，最终使罐内气压保持在0.1-0.2MPa，以防止合金化过程中粉末发生氧化。
优选的方案，所述步骤一中，保护气氛为纯度为99.999％的氩气。
优选的方案，所述步骤一中，干燥的方式为真空干燥，干燥的温度为110-120℃，干燥的时间为10-12h。
优选的方案，所述步骤二中，选区激光熔化成型的工艺参数为：激光功率为85-125W，扫描速率为30-60mm/s，光斑直径为50-100μm，铺粉厚度为0.05-0.15mm；
优选的方案，所述步骤二中，选区激光熔化成型的工艺参数为：激光功率为100-120W，扫描速率为30-50mm/s，光斑直径为60-80μm，铺粉厚度为0.05-0.1mm；
进一步的优选，所述步骤二中，选区激光熔化工艺的工艺参数为：控制激光功率为110W，扫描速率为40mm/s，光斑直径为75μm，铺粉厚度为0.08mm；
优选的方案，所述步骤二中，保护气氛为纯度为99.999％的氩气。
本发明还提供上述制备方法所制备的生物可降解铁合金。
优选的方案，所述生物可降解铁合金在模拟体液中的降解速率为0.21-0.29mm/year，压缩屈服强度为240-280MPa。
本发明原理和优势：
本发明首次结合机械合金化和SLM工艺，制备一种应力诱发马氏体相变的生物铁锰硅合金。机械合金化作为一种非平衡固态合金化方法，球磨时磨球与粉末的不断碰撞使粉末形成大量位错等缺陷，促进锰原子在铁基体中的固溶。作为一种奥氏体形成元素，锰原子固溶于铁晶格中实现了铁素体向奥氏体的转变。另外，循环的机械碰撞也为奥氏体向马氏体转变提供所需的能量。硅原子固溶于奥氏体中可增大合金的电子浓度，与铁原子形成牢固结合的铁硅键，增强原子短程有序排列的趋势，从而降低了马氏体相变所需要的堆积层错能。在这种情况下，奥氏体中形成更多的马氏体形核位点，从而诱发奥氏体向马氏体的相变。
锰的标准电极电位低于铁，加入铁中可降低铁基合金的整体电位，从而提高铁基合金的腐蚀速率；由于奥氏体与马氏体之间的电位不同，两者之间可形成微电偶腐蚀，从而进一步加快铁基合金的腐蚀速率；此外，SLM过程中极高的冷却速率可显著细化晶粒，随着晶粒尺寸的减小，材料内部出现更多相同结构的显微组织，晶界处原子大多为非规则排列，导致腐蚀反应易于晶界处发生，因此在一定程度上加速材料的降解。
本发明必须严格控制机械合金化过程中球磨工艺和参数，当球磨工艺和参数不在本发明选取的范围内时，粉末在球磨时可能会出现严重的冷焊，阻碍锰、硅元素在铁基体中的均匀分布以及马氏体的转变，从而影响合金化的效果。通过对球磨工艺和参数的优化选择，提供能量和降低马氏体相变所需要的层错能，诱发奥氏体向马氏体的转变。
本发明必须严格控制机械合金化过程中锰、硅元素的含量，由于锰、硅元素的含量对奥氏体向马氏体的转变过程影响较大。发明人发现，如果锰的含量过大，则会使形成的奥氏体具有高的相稳定性，不易实现马氏体的转变过程；如果锰的含量过小，则会使形成的奥氏体含量较少，不能形成足够的微电偶加速腐蚀；合金中未加入硅元素时，仅有奥氏体存在于合金中，球磨过程中并未诱导形成马氏体，不能形成微电偶加速腐蚀。
除此之外，本发明必须严格控制SLM过程中激光熔化工艺其他参数，本发明中，激光功率是最重要的影响因素，在保持扫描速度、光斑直径和铺粉厚度等参数不变的情况下，若激光功率过大，引起激光能量密度过大，会使粉末发生严重的汽化飞溅，导致成形质量差甚至难以成形，降解过程中极易引起缝隙腐蚀，进而导致植入后的失效；若激光功率过小，引起能量密度较小，混合粉末不能充分熔化，导致铁基植入物存在很多缺陷甚至不能成型。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明中，所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金，主要通过锰元素降低合金的电极电位、奥氏体与马氏体两相共存形成微电偶腐蚀、SLM工艺细化晶粒尺寸增加腐蚀位点这三方面的原因，提高铁基体的腐蚀速率。
(2)本发明中，所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金，机械合金化过程可减少元素的偏析，使锰、硅元素均匀地固溶进铁的晶格中，能够起到固溶强化作用，提高骨支架的强度，从而为骨缺损部位提供足够的结构支撑。
(3)本发明中，所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金，通过选区激光熔化工艺(SLM)制备成型合金，SLM过程中极高的冷却速率使液相快速凝固，可显著细化晶粒，通过细晶强化增加铁基体强度，而且更多的晶粒与晶界在一定程度上可促进材料的均匀腐蚀。
(4)本发明中，所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金，机械合金化后的粉末采用SLM工艺一次成型，能够获得具有复杂结构的铁基合金，同时实现个性化植入物定制，从而满足不同患者的需求。
(5)本发明中，所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金，不仅具有良好的生物相容性有利于愈合过程、优异的力学性能提高结构支撑，而且可以在体内自我降解直至消失，避免了传统不锈钢、钛合金等植入物在组织痊愈后需二次手术取出的弊端，又进一步，通过调控降解行为适当加快腐蚀速率，以与骨愈合速度相匹配。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明实施例1和对比例1制备的合金粉末的XRD图；
图2为本发明实施例1和对比例1制备的铁锰硅合金材料的电化学极化曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1：
一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取12.8g铁粉(纯度>99.9％，平均粒径35μm)，6.0g锰粉(纯度>99.9％，平均粒径7μm)和1.2g硅粉末(纯度>99.9％，粒径50-80nm)，放置于球磨罐中，通过气阀从进气口向球磨罐通入氩气，同时从排气口释放罐内混杂气体约5-10秒，最终使罐内气压保持在0.1-0.2MPa，以防止合金化过程中粉末发生氧化，然后进行球磨，设定转速为300rad/min，球磨时间为40h，得到均匀分散的合金粉末；将合金粉末真空干燥，温度为120℃，干燥时间为12h；
步骤二、在纯度为99.999％高纯氩气保护下，在激光功率110W，扫描速率40mm/s，光斑直径75μm，铺粉厚度为0.08mm的参数下，利用SLM工艺制备铁锰硅合金材料(Fe-30Mn-6Si)。
实施效果：
(1)对球磨40h后的铁锰硅合金粉末进行XRD测试，所得结果如图1所示，铁锰硅合金粉末的物相组成为奥氏体和马氏体。
(2)在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试(如图2)，通过极化曲线可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.81V、腐蚀电流密度为40.3μA/cm2。
(3)铁锰硅合金降解较纯铁显著加快，在模拟体液SBF中浸泡28天后，样品表面腐蚀均匀并且相对平整，通过失重法计算得到降解速率为0.29mm/year。此外，力学测试表明压缩屈服强度280MPa。
实施例2：
一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取12g铁粉末(纯度>99.9％，平均粒径35μm)，6.8g锰粉末(纯度>99.9％，平均粒径7μm)和1.2g硅粉末(纯度>99.9％，粒径50-80nm)，放置于球磨罐中，通过气阀从进气口向球磨罐通入氩气，同时从排气口释放罐内混杂气体约5-10秒，最终使罐内气压保持在0.1-0.2MPa，以防止合金化过程中粉末发生氧化，然后进行球磨，设定转速为300rad/min，球磨时间为40h，得到均匀分散的合金粉末；将合金粉末真空干燥，温度为120℃，干燥时间为12h；
步骤二、在纯度为99.999％高纯氩气保护下，在激光功率110W，扫描速率40mm/s，光斑直径75μm，铺粉厚度为0.08mm的参数下，利用SLM工艺制备铁锰硅合金材料(Fe-34Mn-6Si)。
实施效果：
(1)在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.75V、腐蚀电流密度为36.6μA/cm2。
(2)在模拟体液SBF中浸泡28天后，样品表面腐蚀均匀并且相对平整，通过失重法计算得到降解速率为0.23mm/year。此外，力学测试表明压缩屈服强度275MPa。
实施例3：
一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取12.8g铁粉末(纯度>99.9％，平均粒径35μm)，6.0g锰粉末(纯度>99.9％，平均粒径7μm)和1.2g硅粉末(纯度>99.9％，粒径50-80nm)，放置于球磨罐中，通过气阀从进气口向球磨罐通入氩气，同时从排气口释放罐内混杂气体约5-10秒，最终使罐内气压保持在0.1-0.2MPa，以防止合金化过程中粉末发生氧化，然后进行球磨，设定转速为350rad/min，球磨时间为40h，得到均匀分散的合金粉末；将合金粉末真空干燥，温度为120℃，干燥时间为12h；
步骤二、在纯度为99.999％高纯氩气保护下，在激光功率110W，扫描速率40mm/s，光斑直径75μm，铺粉厚度为0.08mm的参数下，利用SLM工艺制备铁锰硅合金材料(Fe-30Mn-6Si)。
实施效果：
(1)在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.76V、腐蚀电流密度为37.4μA/cm2。
(2)在模拟体液SBF中浸泡28天后，样品表面腐蚀均匀并且相对平整，通过失重法计算得到降解速率为0.24mm/year。此外，力学测试表明压缩屈服强度270MPa。
实施例4：
一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取12.8g铁粉末(纯度>99.9％，平均粒径35μm)，6.0g锰粉末(纯度>99.9％，平均粒径7μm)和1.2g硅粉末(纯度>99.9％，粒径50-80nm)，放置于球磨罐中，通过气阀从进气口向球磨罐通入氩气，同时从排气口释放罐内混杂气体约5-10秒，最终使罐内气压保持在0.1-0.2MPa，以防止合金化过程中粉末发生氧化，然后进行球磨，设定转速为300rad/min，球磨时间为40h，得到均匀分散的合金粉末；
将合金粉末真空干燥，温度为120℃，干燥时间为12h；
步骤二、在纯度为99.999％高纯氩气保护下，在激光功率125W，扫描速率40mm/s，光斑直径75μm，铺粉厚度为0.08mm的参数下，利用SLM工艺制备铁锰硅合金材料(Fe-30Mn-6Si)。
实施效果：
(1)在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.73V、腐蚀电流密度为34.7μA/cm2。
(2)在模拟体液SBF中浸泡28天后，样品表面腐蚀均匀并且相对平整，通过失重法计算得到降解速率为0.21mm/year。此外，力学测试表明压缩屈服强度259MPa。
实施例5：
一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取12.8g铁粉末(纯度>99.9％，平均粒径35μm)，6.0g锰粉末(纯度>99.9％，平均粒径7μm)和1.2g硅粉末(纯度>99.9％，粒径50-80nm)，放置于球磨罐中，通过气阀从进气口向球磨罐通入氩气，同时从排气口释放罐内混杂气体约5-10秒，最终使罐内气压保持在0.1-0.2MPa，以防止合金化过程中粉末发生氧化，然后进行球磨，设定转速为300rad/min，球磨时间为40h，得到均匀分散的合金粉末；
将合金粉末真空干燥，温度为120℃，干燥时间为12h；
步骤二、在纯度为99.999％高纯氩气保护下，在激光功率85W，扫描速率40mm/s，光斑直径75μm，铺粉厚度为0.08mm的参数下，利用SLM工艺制备铁锰硅合金材料(Fe-30Mn-6Si)。
实施效果：
(1)在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.74V、腐蚀电流密度为35.8μA/cm2。
(2)在模拟体液SBF中浸泡28天后，样品表面腐蚀均匀并且相对平整，通过失重法计算得到降解速率为0.22mm/year。此外，力学测试表明压缩屈服强度240MPa。
在本发明技术开发过程中，还尝试了以下方案(如对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、对比例5、对比例6和对比例7)，但所得产品的性能远远差于实施例。
对比例1：
其他条件均与实施例1一致，不同之处在于：取14g铁粉(纯度>99.9％，平均粒径35μm)，6.0g锰粉(纯度>99.9％，平均粒径7μm)，得到一种铁锰合金(Fe-30Mn)，在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰合金的腐蚀电位为-0.72V、腐蚀电流密度为20.5μA/cm2。在模拟体液SBF中浸泡28天后，样品表面覆盖少量降解产物，腐蚀表面较平整，计算得到降解速率为0.17mm/year。此外，力学测试表明压缩屈服强度255MPa。而对球磨40h后的铁锰合金粉末进行XRD测试，从图1中可以看到，物相组成中只为奥氏体，并没有马氏体相。
发明人发现，硅元素的含量对奥氏体向马氏体的转变过程影响较大，合金中未加入硅元素时，仅有奥氏体存在于合金中，球磨过程中并未诱导形成马氏体，不能形成微电偶加速腐蚀。
对比例2：
其他条件均与实施例1一致，不同之处在于：取11g铁粉末(纯度>99.9％，平均粒径35μm)，7g锰粉末(纯度>99.9％，平均粒径7μm)和2g硅粉末(纯度>99.9％，粒径50-80nm)，得到一种铁锰硅合金(Fe-35Mn-10Si)，在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.60V、腐蚀电流密度为15.7μA/cm2。在模拟体液SBF中浸泡28天后，样品表面覆盖少量降解产物，腐蚀表面较平整，计算得到降解速率为0.11mm/year。此外，力学测试表明压缩屈服强度252MPa。
对比例3
其他条件均与实施例1一致，不同之处在于：取11.8g铁粉末(纯度>99.9％，平均粒径35μm)，7g锰粉末(纯度>99.9％，平均粒径7μm)和1.2g硅粉末(纯度>99.9％，粒径50-80nm)，得到一种铁锰硅合金(Fe-35Mn-6Si)，在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.73V、腐蚀电流密度为21.7μA/cm2。在模拟体液SBF中浸泡28天后，计算得到降解速率为0.19mm/year，降解产物较少且出现点蚀情况。此外，力学测试表明压缩屈服强度243MPa。发明人发现，锰元素的含量对奥氏体向马氏体的转变过程影响较大，如果锰的含量过大，则会使形成的奥氏体具有高的相稳定性，不易实现马氏体的转变过程，不能形成较多的微电偶加速腐蚀。
对比例4：
其他条件均与实施例1一致，不同之处在于：在球磨转速为400rad/min的参数下，得到一种铁锰硅合金(Fe-30Mn-6Si)，发现形成的奥氏体和马氏体较少，在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.71V、腐蚀电流密度为19.4μA/cm2。在模拟体液SBF中浸泡28天后，计算得到降解速率为0.15mm/year，降解产物较少且出现点蚀情况。此外，力学测试表明压缩屈服强度196MPa。
对比例5：
其他条件均与实施例1一致，不同之处在于：在球磨时间为25h的参数下，得到一种铁锰硅合金(Fe-30Mn-6Si)，发现锰、硅元素未完全固溶到铁基体中，此外形成的奥氏体和马氏体较少，在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.70V、腐蚀电流密度为19.7μA/cm2。在模拟体液SBF中浸泡28天后，计算得到降解速率为0.16mm/year，降解产物较少且出现点蚀情况。此外，力学测试表明压缩屈服强度172MPa。
对比例6：
其他条件均与实施例1一致，不同之处在于：在激光功率140W的参数下，得到一种铁锰硅合金(Fe-30Mn-6Si)，发现合金表面粗糙不平，出现激光烧蚀空洞，成型性能差，在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.88V、腐蚀电流密度为59.7μA/cm2。在模拟体液SBF中浸泡28天后，计算得到降解速率为0.39mm/year，但腐蚀表面不平整，出现了严重的点蚀坑，并且随着点蚀坑的发展，出现了严重的缝隙。此外，力学测试表明压缩屈服强度164MPa。
对比例7：
其他条件均与实施例1一致，不同之处在于：在激光功率60W的参数下，得到一种铁锰硅合金(Fe-30Mn-6Si)，所制备合金的致密度较低，存在大量未熔化颗粒，成型质量差。在电化学工作站，以模拟体液SBF为电解液，对铁锰硅合金材料进行电化学测试，可以得到铁锰硅合金的腐蚀电位为-0.90V、腐蚀电流密度为62.6μA/cm2。在模拟体液SBF中浸泡28天后，计算得到降解速率为0.40mm/year，腐蚀表面严重不平整，出现了剧烈的局部腐蚀和孔洞。此外，力学测试表明压缩屈服强度110MPa，难以满足骨支架的力学强度要求。
通过实施例1和对比例1、2、3、4、5、6、7可以看出，本发明组分和制备工艺是一个有机整体，当其中任意一个或几个关键参数不在本发明保护范围内时，其效果显著下降。通过本发明实施例1和实施例2、3、4及实施例5的内在对比发现，本发明的优选方案，起到了意料不到的效果。

Claims (10)

1.一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将铁粉、锰粉、硅粉于保护气氛下进行球磨，干燥，获得具有奥氏体、马氏体相的混合合金粉末；
所述混合合金粉末中，铁粉的质量分数为60-70wt％，锰粉的质量分数为26-34wt％，硅粉的质量分数为3-9wt％；
步骤二、将步骤一所得混合合金粉末于保护气氛下，通过选区激光熔化成型获得生物可降解铁合金。
2.如权利要求1所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金的制备方法，其特征在于，所述铁粉为球形，粒径为15-50μm，锰粉为球形，粒径为5-10μm，硅粉的粒径为50-80nm。
3.如权利要求1所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述混合合金粉末中，铁粉的质量分数为62-66wt％，锰粉的质量分数为28-32wt％，硅粉的质量分数为5-7wt％。
4.如权利要求1所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，球磨的转速为250-350rad/min，球磨的时间为35-50h，球料比为8-12：1。
5.如权利要求1所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法，其特征在于，所述步骤一中，球磨过程中，球磨罐内气压为0.1-0.2MPa。
6.如权利要求1所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，干燥的方式为真空干燥，干燥的温度为110-120℃，干燥的时间为10-12h。
7.如权利要求1所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，选区激光熔化成型的工艺参数为：激光功率为85-125W，扫描速率为30-60mm/s，光斑直径为50-100μm，铺粉厚度为0.05-0.15mm。
8.如权利要求1所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，选区激光熔化成型的工艺参数为：激光功率为100-120W，扫描速率为30-50mm/s，光斑直径为60-80μm，铺粉厚度为0.05-0.1mm。
9.如权利要求1所述的一种应力诱发马氏体相变的生物可降解铁合金及制备方法，其特征在于，所述步骤一中，保护气氛为纯度为99.999％的氩气；所述步骤二中，保护气氛为纯度为99.999％的氩气。
10.如权利要求1-9任意一项所述的制备方法所制备的生物可降解铁合金。
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