Problem. Currently used materials for ureteral stents are unable to eliminate inflammation, exhibit low strength, and require a second surgery for removal. Metallic bioresorbable stents can reduce the burden on the patient’s body and eliminate additional operations for product removal. Aim. To produce a new biocompatible Zn-1 %Cu-1 %Mn alloy and, using equal-channel angular pressing at elevated temperature, to develop an improved set of mechanical properties for potential application as a material for ureteral stents. Methods. The Zn-1 %Cu1 %Mn alloy was subjected to equal-channel angular pressing at 200 °C (8 passes, route Bc). The microstructure and elemental composition were studied using transmission electron microscopy with energy-dispersive analysis. Mechanical properties were evaluated under uniaxial tension (strain rate of 10–3 с–1, at least 3 samples per each condition), Vickers microindentation with construction of hardness distribution maps, and fractographic analysis of fracture surfaces using a scanning electron microscope. Results. By indexing diffraction patterns, it was established that the deformation processing promotes the precipitation of MnZn13 phase particles, which may have a strengthening effect. Fractographic analysis of fractured samples after tension showed a change in the fracture character from brittle to ductile with deep dimples. Carrying out equal-channel angular pressing (ECAP) for 8 passes at elevated temperatures allowed increasing the ultimate tensile strength by 2.3 times, the offset yield strength by 3 times, and the percentage elongation by 8 times. The distribution of microhardness values becomes more uniform with an increase in passes from 2 to 8, and the gap between the smallest and largest values decreases. Conclusions. It was established that the deformation method (ECAP, 8 passes) for the new biocompatible Zn-1 %Cu-1 %Mn alloy develops an improved set of mechanical properties, which opens up possibilities for its application in medical purposes.
Проблема. Применяемые в настоящее время для изготовления мочеточниковых стентов материалы не способны устранить воспаление, обладают низкой прочностью и требуют повторной операции по удалению. Металлические биорезорбируемые стенты способны снизить нагрузку на организм пациента и исключить дополнительные операции по извлечению изделия. Цель. Цель – получить новый биосовместимый сплав Zn-1 %Cu-1 %Mn и методом равноканального углового прессования при повышенной температуре сформировать его улучшенный комплекс механических свойств для потенциального применения в качестве материала мочеточниковых стентов. Методы. Сплав Zn-1 %Cu-1 %Mn подвергали равноканальному угловому прессованию при 200 °C (8 проходов, маршрут Bc). Микроструктуру и элементный состав исследовали методами просвечивающей электронной микроскопии с энергодисперсионным анализом. Механические свойства оценивали при одноосном растяжении (скорость деформации 10–3 с–1 , не менее 3 образцов на состояние), микроиндентировании по Виккерсу с построением карт распределения твердости и фрактографическим анализом изломов в растровом электронном микроскопе. Результаты. Методом индицирования дифракционных картин установлено, что деформационная обработка способствует выделению частиц фазы MnZn13, которые могут оказывать упрочняющий эффект. Фрактографический анализ изломов образцов после растяжения показал изменение характера излома с хрупкого на вязкий с глубокими ямками. Проведение равноканального углового прессования (РКУП) 8 проходов при повышенных температурах позволило повысить предел прочности в 2,3 раза, условный предел текучести в 3 раза, а относительное удлинение в 8 раз. Распределение значений микротвердости с увеличением проходов с 2 до 8 становится более однородным, уменьшается разрыв между наименьшим и наибольшим значениями. Выводы. Установлено, что метод деформации (РКУП, 8 проходов) для нового биосовместимого сплава Zn-1 %Cu-1 %Mn формирует улучшенный комплекс механических свойств, что открывает возможности для его применения в медицинских целях.