Повышение прочностных и усталостных свойств Mg-Zn-Ca сплавов с помощью методов интенсивной пластической деформации

Е.В. Васильев, В.И. Копылов, М.Л. Линдеров ORCID logo , А.И. Брилевский ORCID logo , Д.Л. Мерсон, А.Ю. Виноградов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 21 января 2019; Исправлена: 13 февраля 2019; Принята: 27 февраля 2019
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Е.В. Васильев, В.И. Копылов, М.Л. Линдеров, А.И. Брилевский, Д.Л. Мерсон, А.Ю. Виноградов. Повышение прочностных и усталостных свойств Mg-Zn-Ca сплавов с помощью методов интенсивной пластической деформации. Письма о материалах. 2019. Т.9. №2. С.157-161
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-2-157-161

Аннотация

Использование гибридной схемы деформационной обработки, сочетающей теплое равноканальное угловое прессование и холодную ротационную ковку, позволяет достигнуть рекордные для магниевого сплава ZX40 значения статической и усталостной прочностиМагниевые сплавы — это самые легкие металлические конструкционные материалы с уникально высокой удельной прочностью, что чрезвычайно перспективно для широкого спектра применений в «зеленом» транспорте, где снижение веса является первостепенной задачей. Другой новой областью применения современных сплавов на основе магния является биомедицина, в которой они позиционируются в качестве биорезорбируемых временных имплантатов, и в которой мировой рынок расширяется особенно быстро, благодаря активации все больших объемов научно-исследовательских работ. Требования к механическим свойствам (прочности, пластичности и усталостной прочности) имплантатов в ортопедии являются очень высокими, поэтому в последнее десятилетие было предложено большое разнообразие способов обработки магниевых сплавов для адаптации микроструктуры с целью оптимизации их свойств. В настоящем кратком сообщении продемонстрировано, что использование гибридной схемы деформационной обработки, сочетающей теплое равноканальное угловое прессование на первой стадии и холодную ротационную ковку на второй, значительно улучшает свойства на растяжение и усталость магниевого сплава ZX40. Благодаря такой обработке за счет эффективного измельчения зерна и накопления дислокаций предел прочности при растяжении и предел усталости достигли очень высоких значений для этого класса сплавов: 380 МПа и 115 МПа соответственно. Кратко проанализированы результаты микроструктурных исследований.

Ссылки (28)

1. B. P. Zhang, Y. Wang, L. Geng. Research on Mg-Zn-Ca Alloy as Degradable Biomaterial, Biomaterials - Physics and Chemistry. In: R. Pignatello (Ed.). Biomaterials, InTech (2011). Crossref
2. J. Hofstetter, M. Becker, E. Martinelli, A. M. Weinberg, B. Mingler, H. Kilian, S. Pogatscher, P. J. Uggowitzer, J. F. Löffler. JOM. 66 (4), 566 (2014). Crossref
3. J. Hofstetter, E. Martinelli, S. Pogatscher, P. Schmutz, E. Povoden-Karadeniz, A. M. Weinberg, P. J. Uggowitzer, J. F. Löffler. Acta Biomaterialia. 23, 347 (2015). Crossref
4. Y. Estrin, A. Vinogradov. International Journal of Fatigue. 32(6), 898 (2010). Crossref
5. A. Vinogradov, A. Washikita, K. Kitagawa, V. I. Kopylov. Materials Science and Engineering A. 349(1-2), 318 (2003). Crossref
6. L. R. Saitova, H. W. Höppel, M. Göken, I. P. Semenova, R. Z. Valiev. International Journal of Fatigue. 31(2), 322 (2009). Crossref
7. A. Y. Vinogradov, V. V. Stolyarov, S. Hashimoto, R. Z. Valiev. Materials Science and Engineering A. 318 (1-2) 163 (2001).
8. R. B. Heywood. Designing against fatigue of metals. Reinhold, New York (1962) 436 p.
9. V. Patlan, A. Vinogradov, K. Higashi, K. Kitagawa. Materials Science and Engineering A. 300 (1-2), 171 (2001). Crossref
10. Y. Estrin, A. Vinogradov. Acta Materialia. 61(3), 782 (2013). Crossref
11. A. Vinogradov. Advanced Engineering Materials. 17(12), 1710 (2015). Crossref
12. S. R. Agnew, J. A. Horton, T. M. Lillo, D. W. Brown. Scripta Materialia. 50(3), 377 (2004). Crossref
13. I. P. Semenova, G. K. Salimgareeva, V. V. Latysh, R. Z. Valiev. Solid State Phenomena. 140, 167 (2008). Crossref
14. M. Wang, Y. Wang, A. Huang, L. Gao, Y. Li, C. Huang.Materials. 11(11), 2261 (2018). Crossref
15. J. Muller, M. Janecek, L. Wagner. Materials Science Forum. 584-586, 858 (2008). Crossref
16. W. M. Gan, Y. D. Huang, R. Wang, G. F. Wang, A. Srinivasan, H. G. Brokmeier, N. Schell, K. U. Kainer, N. Hort. Materials and Design. 63, 83 (2014). Crossref
17. K. Kubok, L. Lityńska-Dobrzyńska, J. Wojewoda-Budka, A. Góral, A. Dębski. Archives of Metallurgy and Materials. 58 (2), 329 (2013). Crossref
18. H. R. Bakhsheshi-Rad, E. Hamzah, A. Fereidouni-Lotfabadi, M. Daroonparvar, M. A. M. Yajid, M. Mezbahul-Islam, M. Kasiri-Asgarani, M. Medraj. Materials and Corrosion. 65(12), 1178 (2014). Crossref
19. B. Zhang, Y. Hou, X. Wang, Y. Wang, L. Geng. Materials Science and Engineering: C. 31(8), 1667 (2011). Crossref
20. A. Vinogradov, E. Vasilev, M. Linderov, D. Merson. Metals. 6(12), 304 (2016). Crossref
21. H. R. Bakhsheshi-Rad, M. R. Abdul-Kadir, M. H. Idris, S. Farahany. Corrosion Science. 64, 184 (2012). Crossref
22. X. N. Gu, W. R. Zhou, Y. F. Zheng, Y. Cheng, S. C. Wei, S. P. Zhong, T. F. Xi, L. J. Chen. Acta Biomaterialia. 6(12), 4605 (2010). Crossref
23. D. Bian, W. Zhou, Y. Liu, N. Li, Y. Zheng, Z. Sun. Acta Biomaterialia. 41, 351 (2016). Crossref
24. N. Martynenko, E. Lukyanova, V. Serebryany, D. Prosvirnin, V. Terentiev, G. Raab, S. Dobatkin, Y. Estrin. Materials Letters. 238, 218 (2019). Crossref
25. V. V. Ogarevic, R. I. Stephens. Annual Review of Materials Science. 20(1), 141 (1990). Crossref
26. S. Biswas, S. S. Dhinwal, S. Suwas. Acta Materialia. 58 (9), 3247 (2010). Crossref
27. B. Beausir, S. Suwas, L. S. Tóth, K. W. Neale, J.-J. Fundenberger. Acta Materialia. 56(2), 200 (2008). Crossref
28. V. N. Serebryany, T. M. Ivanova, T. I. Savyolova, S. V. Dobatkin. Solid State Phenomena. 160, 159 (2010). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Ministry of Science of RF - grant-in-aid RFMEFI58317X0070