Регистрация / Вход
Прислать материал

Повышение прочности сплава системы Mg-Y-Nd-Zr после интенсивной пластической деформации и старения

ФИО: Тарасова А. Е.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: д.т.н. Добаткин Сергей Владимирович, к.т.н. Лукьянова Елена Александровна

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Металловедения и физики прочности

Академическая группа: НМ-11-3

В настоящее время исследования показывают, что сплавы системы Mg-Y-Nd-Zr являются хорошими биоматериалами для создания резорбируемых ортопедических имплантатов. Входящие в состав сплавов редкоземельные металлы (РЗМ), иттрий и неодим, обеспечивают их высокие прочностные и эксплуатационные характеристики. С целью дополнительного упрочнения литой сплав системы Mg-Y-Nd-Zr, содержащий ~7 масс.% РЗМ, в гомогенизированном состоянии подвергали интенсивной пластической деформации (ИПД) методом кручения под гидростатическим давлением (КГД) при температурах 20, 200 и 300°С. Измерения микротвердости показали, что наибольшее упрочнение достигается после КГД при комнатной температуре. С увеличением температуры деформации до 200 и 300°С значения микротвердости сплава снижались, однако находились на более высоком уровне по сравнению с гомогенизированным состоянием. Методами оптической, просвечивающей электронной микроскопии и дифракции обратно рассеянных электронов было выявлено, что преимущественным механизмом деформации в сплаве является двойникование. Возможность сплава после КГД упрочняться при старении изучалась методами измерения микротвердости и удельного электросопротивления. Значительный прирост микротвердости и снижение удельного электросопротивления в процессе старения, указывающего на обеднение магниевого твердого раствора РЗМ элементами, показали, что сплав, подвергнутый КГД, может дополнительно упрочняться за счет распада пересыщенного твердого раствора на основе магния. Наблюдаемое смещение максимумов графических зависимостей микротвердости от времени старения в сторону меньших выдержек от гомогенизированного состояния к деформированному при 300, 200 и 20°С, соответственно, свидетельствовало, что пластическая деформация ускоряет процесс распада пересыщенного магниевого твердого раствора. Исследование термостабильности в интервале температур 50–500°С показало, что материал термически устойчив при температурах нагрева до 250°С. Таким образом, применение к сплавам системы Mg-Y-Nd-Zr ИПД в сочетании с упрочняющей термической обработкой позволяет существенно повышать прочностные свойства и представляет большой интерес для их практического использования. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (Госконтракт №14.А12.31.0001).