Компьютерное прогнозирование разрушения цилиндрической заготовки из магниевого сплава в процессе равноканального углового прессования

Основной сложностью в использовании магниевых сплавов, применяемых в медицине в качестве биоразлагаемых материалов, является труднодеформируемость, что, в свою очередь, приводит к частым разрушениям образцов во время интенсивной пластической деформации. В работе показано, что температурный режим равноканального углового прессования (РКУП) магниевого сплава системы Mg–Zn–Ca, обеспечивающий деформирование образцов без разрушения, возможно определять по результатам конечно-элементного компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния заготовки, расчета поврежденности сплава c использованием модели Кокрофта – Лэтэма и прогнозирования области разрушения образца. Моделирование показало, что поверхностная область заготовки, примыкающая при РКУП к внутреннему углу матрицы, является областью возможного разрушения магниевого сплава. Значение поврежденности сплава при РКУП в этой области при T=350 °C меньше 1, что соответствует неразрушению металла. Для верификации результатов компьютерного моделирования выполнено физическое моделирование РКУП, получены заготовки без признаков разрушения. Произведено исследование механических свойств магниевого сплава Mg–1%Zn–0,06%Ca до и после обработки РКУП по выбранному режиму: предел прочности повысился на 45 %, твердость увеличилась на 16 %, при этом пластичность повысилась на 5 %.