Исследование влияния температурно-скоростных условий на механические свойства биорезорбируемого цинкового сплава Zn–4Ag–Cu в процессе равноканального углового прессования

В последнее время активно ведутся разработки инновационных медицинских методик восстановления утраченных функций пациентов. В этих разработках особое значение приобретает использование биорастворимых (биорезорбируемых) материалов. К таким материалам относятся сплавы на основе Mg, Fe и Zn, которые позволяют заметно снизить затраты на проведение хирургической операции и сократить сроки лечения. Но у данных металлов присутствуют недостатки в виде недостаточной прочности и повышенной хрупкости, что ограничивает их применение в медицинских имплантатах. Поэтому повышение механических характеристик биорезорбируемых сплавов остается актуальной проблемой. В настоящей работе данная проблема решалась использованием современного метода пластической обработки – интенсивной пластической деформации (ИПД), которая за счет активного измельчения исходной структуры до нано- и ультрамелкого состояния позволяет эффективно повышать механическую прочность металлических материалов. Использовался наиболее эффективный и распространенный метод ИПД – равноканальное угловое прессование (РКУП). В статье представлены результаты компьютерного исследования методом РКУП цинкового сплава Zn–4Ag–Cu при разных скоростях деформирования (0,4 и 7,8 мм/сек) и температурах обработки (150, 200 °С), выбранных, исходя из технических возможностей оборудования и условий обеспечения термической стабильности структуры. Получены картины распределения накопленной степени деформации, скорости деформации, значений средних напряжений и температурно-силовых условий. По результатам компьютерного моделирования было рекомендовано провести обработку РКУП при 150, 200 °С и скорости 0,4 мм/с, обеспечивающих более однородное тепловое поле в очаге деформации. В ходе экспериментальных работ по выбранным режимам получены образцы после 4 циклов РКУП, обладающие повышенными механическими свойствами, что улучшит и эксплуатационные свойства. Повышенная прочность также позволит минимизировать размеры имплантатов, что обеспечит меньшую травматичность при их установке и ускорит растворение в физиологической среде организма при сохранении функциональности.