Коррозия магниевого сплава ZK60 после интенсивной пластической деформации

Д. Мерсон, Е. Васильев, М. Маркушев, А. Виноградов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 13 октября 2017; Принята: 23 октября 2017
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Д. Мерсон, Е. Васильев, М. Маркушев, А. Виноградов. Коррозия магниевого сплава ZK60 после интенсивной пластической деформации. Письма о материалах. 2017. Т.7. №4. С.421-427
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-4-421-427

Аннотация

В работе показано влияние микроструктуры, ее неоднородности, размера зерна и распределения вторичных фаз на скорость коррозии. Измельчение микроструктуры путем интенсивной пластической деформации приводит к увеличению доли границ зерен и способствует формированию достаточно однородного защитного слоя, уменьшает неоднородность вторичных фаз и увеличивает общую коррозионную стойкость сплава ZK60.Магний и его сплавы являются перспективными материалами для хирургических имплантатов благодаря их выдающимся механическим свойствам, биосовместимости и способности к постепенному рассасыванию. Двойные Mg-Zn и тройные Mg-Zn-Zr сплавы являются одними из наиболее очевидных кандидатов для дальнейшей разработки биоматериалов. Однако, они должны удовлетворять целому ряду требований, включая коррозионную стойкость. В данной работе было показано, что коррозионная стойкость магниевого сплава ZK60 может в значительной степени контролироваться термомеханической обработкой с использованием горячей интенсивной пластической деформации (ИПД). В качестве такой обработки использовалась всесторонняя изотермическая ковка (ВИК) сплава ZK60 до различных деформаций при температурах 400°C и 300°C. Показано влияние микроструктуры, ее неоднородности, размера зерна и распределения вторичных фаз на скорость коррозии. Измельчение микроструктуры путем горячей ИПД приводит к увеличению доли границ зерен и способствует формированию достаточно однородного защитного слоя, уменьшает неоднородность вторичных фаз и увеличивает общую коррозионную стойкость исследуемого сплава ZK60. Однородная микроструктура, получаемая после ВИК, играет важную роль в коррозионном поведении, т.к. бимодальная структура может вести к большой разнице в движущей силе окисления на разных точках материала и, как следствие, к разнице в пространственных свойствах и неоднородности оксидной пленки. С удовлетворительными коррозионными и отличными механическими свойствами мелкозернистый сплав ZK60, изготовленный двухступенчатой всесторонней изотермической ковкой, имеет большой потенциал для биомедицинского применения как материал резорбируемых имплантатов или сосудистых стентов.

Ссылки (43)

1. F. Witte, V. Kaese, H. Haferkamp, E. Switzer, A. Meyer-Lindenberg, C. J. Wirth, H. Windhagen, Biomaterials 26 (2005) 3557 - 3563. Crossref
2. H. H. Uhlig, R. W. Revie, Corrosion and corrosion control: an introduction to corrosion science and engineering, 3rd ed., Wiley, New York; Chichester, 1985.
3. K. U. Kainer, Magnesium alloys and technology, DGM: Wiley-VCH, Weinheim, 2003.
4. W. Xu, N. Birbilis, G. Sha, Y. Wang, J. E. Daniels, Y. Xiao, M. Ferry, Nat. Mater. 14 (2015) 1229 - 1235. Crossref
5. N. T. Kirkland, J. Lespagnol, N. Birbilis, M. P. Staiger, Corr. Sci. 52 (2010) 287 - 291. Crossref
6. P. Doležal, J. Zapletal, S. Fintová, Z. Trojanová, M. Greger, P. Roupcová, T. Podrábský, Materials 9 (2016) 880. Crossref
7. E. Vasilev, M. Linderov, D. Nugmanov, O. Sitdikov, M. Markushev, A. Vinogradov, Metals 5 (2015) 2316. Crossref
8. H. S. Brar, J. P. Ball, I. S. Berglund, J. B. Allen, M. V. Manuel, Acta Biomater. 9 (2013) 5331 - 5340. Crossref
9. M. Yamasaki, K. Hashimoto, K. Hagihara, Y. Kawamura, Acta Mater. 59 (2011) 3646 - 3658. Crossref
10. M. Yamasaki, N. Hayashi, S. Izumi, Y. Kawamura, Corr. Sci. 49 (2007) 255 - 262. Crossref
11. J. Hofstetter, E. Martinelli, A. M. Weinberg, M. Becker, B. Mingler, P. J. Uggowitzer, J. F. Löffler, Corr. Sci. 91 (2015) 29 - 36. Crossref
12. Y. Jang, Z. Tan, C. Jurey, Z. Xu, Z. Dong, B. Collins, Y. Yun, J. Sankar, Mater. Sci. Eng. C 48 (2015) 28 - 40. Crossref
13. E. Mostaed, M. Hashempour, A. Fabrizi, D. Dellasega, M. Bestetti, F. Bonollo, M. Vedani, J. Mech. Behavior of Bio. Mater. 37 (2014) 307 - 322. Crossref
14. E. Willbold, A. A. Kaya, R. A. Kaya, F. Beckmann, F. Witte, Mater. Sci. Eng. B, 176 (2011) 1835 - 1840. Crossref
15. X.-N. Gu, S.-S. Li, X.-M. Li, Y.-B. Fan, Frontiers of Mater. Sci. 8 (3) (2014) 200 - 218. Crossref
16. N. T. Kirkland, N. Birbilis, J. Walker, T. Woodfield, G. J. Dias, M. P. Staiger, J. Biomed. Mater. Res. B, 95 (2010) 91 - 100. Crossref
17. Y. Chino, M. Kobata, H. Iwasaki, M. Mabuchi, Mater. Trans. 43 (2002) 2643 - 2646. Crossref
18. F. O. Riemelmoser, M. Kuhlein, H. Kilian, M. Kettner, A. C. Hanzi, P. J. Uggowitzer, Adv. Eng. Mater. 9 (2007) 799 - 802. Crossref
19. 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 (2014) 1178 - 1187. Crossref
20. F. H. Dalla Torre, A. C. Hänzi, P. J. Uggowitzer, Scripta Mater. 59 (2008) 207 - 210. Crossref
21. S. Zhang, X. Zhang, C. Zhao, J. Li, Y. Song, C. Xie, H. Tao, Y. Zhang, Y. He, Y. Jiang, Y. Bian, Acta Biomater. 6 (2010) 626 - 640. Crossref
22. G. I. Morozova, V. V. Tikhonova, N. F. Lashko, Metal Sci. Heat Treat. 20 (1978) 657 - 660. Crossref
23. R. K. Singh Raman, S. Jafari, S. E. Harandi, Eng. Fract. Mech. 137 (2015) 97 - 108. Crossref
24. X.-N. Gu, Y.-F. Zheng, Frontiers of Mater. Sci. in China 4 (2010) 111 - 115. Crossref
25. Y. Estrin, A. Vinogradov, Acta Mater. 61 (2013) 782 - 817. Crossref
26. Vinogradov, D. Orlov, Y. Estrin, Scripta Mater. 67 (2012) 209 - 212. Crossref
27. D. Orlov, K. D. Ralston, N. Birbilis, Y. Estrin, Acta Mater. 59 (2011) 6176 - 6186. Crossref
28. D. R. Nugmanov, O. S. Sitdikov, M. V. Markushev, Letters on Mater. 1 (2011) 213 - 216. Crossref
29. K. Ebtehaj, D. Hardie, R. N. Parkins, Corr. Sci. 28 (1988) 811 - 821. Crossref
30. G. Song, A. Atrens, D. StJohn, Essential Readings in Magnesium Technology, Springer Int. Pub., Cham, 2016, pp. 565 - 572. Crossref
31. D. Nugmanov, O. Sitdikov, M. Markushev, Mater. Sci. For.830 - 831 (2015) 7 - 10. Crossref
32. D. R. Nugmanov, O. S. Sitdikov, M. V. Markushev, IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 82 (1) (2015) 012099. Crossref
33. D. R. Nugmanov, O. S. Sitdikov, M. V. Markushev, Bas. Problelms in Mater. Sci. 9 (2012) 230 - 234. Crossref
34. R. Song, D. B. Liu, Y. C. Liu, W. B. Zheng, Y. Zhao, M. F. Chen, Frontiers of Mater. Sci. 8 (2014) 264 - 270. Crossref
35. B. Ullmann, J. Reifenrath, J.-M. Seitz, D. Bormann, A. Meyer-Lindenberg, Part H, 227 (2013) 317 - 326. Crossref
36. Vinogradov, T. Mimaki, S. Hashimoto, R. Valiev, Scripta Mater. 41 (1999) 319 - 326.
37. H. Miyamoto, K. Harada, T. Mimaki, A. Vinogradov, S. Hashimoto, Corr. Sci. 50 (2008) 1215 - 1220. Crossref
38. D.-J. Lin, F.-Y. Hung, H.-J. Liu, M.-L. Yeh, Adv. Eng. Mater. (2017) 1700159. Crossref
39. N. N. Aung, W. Zhou, Corr. Sci. 52 (2010) 589 - 594. Crossref
40. D.-J. Lin, F.-Y. Hung, T.-S. Lui, M.-L. Yeh, Mater. Sci. Eng. C 51 (Suppl. C) (2015) 300 - 308. Crossref
41. Q. Peng, J. Guo, H. Fu, X. Cai, Y. Wang, B. Liu, Z. Xu, Sci. Rep. 4 (2014) 3620. Crossref
42. S. Izumi, M. Yamasaki, Y. Kawamura, Corr. Sci. 51 (2009) 395 - 402. Crossref
43. A. Vinogradov, J. Mater Res. (2017) 1 - 13. Crossref

Цитирования (2)

1.
M. Linderov, E. Vasilev, D. Merson, M. Markushev, A. Vinogradov. Metals. 8(1), 20 (2017). Crossref
2.
D. Liu, M. Shen, Y. Tang, Y. Hu, L. Zhao. Met. Mater. Int. (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему