Структура и механические свойства биомедицинского магниевого сплава Mg–1%Zn–0,2%Ca

Известно, что сплавы на основе магния являются подходящими материалами для использования в качестве биоразлагаемых металлов для изготовления медицинских имплантатов нового поколения. Магний может растворяться в человеческом организме в процессе заживления. Если растворение контролируется, то после завершения заживления не требуется дополнительная операция по удалению имплантата. В частности, сплавы системы Mg–Zn–Ca считаются наиболее подходящими для биоразлагаемых металлических имплантатов вследствие их биосовместимости. В сплавах Mg–Zn–Ca добавление Zn и Ca в качестве легирующих элементов может улучшить механические свойства и повысить коррозионную стойкость по сравнению с чистым Mg без ущерба для биосовместимости. Работа посвящена исследованию структуры и механических свойств магниевого сплава Mg–1%Zn–0,2%Ca, подвергнутого интенсивной пластической деформации (ИПД). Исследования структуры проведены с применением растровой и просвечивающей электронной микроскопии. Исследования механических свойств выполнены методами измерения микротвердости и испытаний на растяжение. Показано, что применение метода равноканального углового прессования (РКУП) и дополнительной обработки методом интенсивной пластической деформации (ИПДК) к сплаву Mg–1%Zn–0,2%Ca ведет к формированию ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры со средним размером зерна менее 1 мкм. Обнаружено, что в результате сильного измельчения зеренной структуры магниевого сплава происходит значительное повышение предела прочности более чем в 2 раза до 283 МПа по сравнению с гомогенизированным состоянием, в котором наблюдался предел прочности 125 МПа. При этом одновременно в УМЗ состоянии наблюдается существенное снижение пластичности до 3 %.