Моделирование и экспериментальное исследование комбинированной интенсивной пластической деформации обработки магниевых сплавов для получения прутковых заготовок с ультрамелкозернистой структурой

В последнее десятилетие большое внимание вызывают разработки и исследования магниевых сплавов в качестве биодеградируемых материалов с перспективными механическими и функциональными свойствами для широкого использования в медицине. Наряду с выбором оптимального химического состава большое внимание в этих работах уделяется разработке деформационных термомеханических обработок, позволяющих варьировать в магниевых сплавах микроструктуру и фазовый состав, что важно для достижения повышенных свойств. В данной работе предлагается комбинированная термомеханическая обработка, в результате которой в магниевом сплаве обеспечивается не только высокий уровень механических и функциональных свойств, но и полученная заготовка имеет форму длинномерного прутка, необходимого для изготовления медицинских имплантатов на современных станках для резания с ЧПУ. В работе в качестве материала для исследований использовали популярный магниевый сплав Mg –1 % Zn – 0,18 % Ca. Для обоснования конструкции оснасток и режимов обработки проанализировано деформационное поведение сплава – равномерность деформации, вид деформированного состояния с использованием метода конечных элементов. Определен оптимальный угол скругления сопряжения каналов матрицы, обеспечивающий равномерность деформации в процессе интенсивной пластической деформации (ИПД) по схеме равноканальноуглового прессования – РКУП, позволяющей получить длинномерные прутковые заготовки из магниевых сплавов с повышенными механическими свойствами. На основании проведенного экспериментального исследования показано, что комбинированная обработка исходного гомогенизированного сплава позволила сформировать в сплаве Mg – 1 % Zn – 0,18 % Ca ультрамелкозернистую структуру с размером зерна около 215 нм и обеспечить образование наноразмерных частиц, что привело к значительному повышению механических свойств сплава в пруткахзаготовках, предназначенных для изготовления перспективных имплантатов в челюстнолицевой хирургии.