CC BY
0
УДК 621.777
Влияние предварительной деформации на формирование ультрамелкозернистой структуры при РКУП-обработке
магниевых сплавов
А.В. Боткин1, Р.З. Валиев1, Е.П. Волкова1, Г.Д. Худододова1, R. Ebrahimi2
1 Уфимский университет науки и технологии, Уфа, 450076, Россия 2 Ширазский университет, Шираз, 7134851154, Иран
Формирование ультрамелкозернистой структуры в магниевых сплавах, в частности Mg-Zn-Ca медицинского назначения, весьма привлекательно, поскольку позволяет значительно повысить прочность сплавов и увеличить их коррозионную стойкость. Однако вследствие их низкой деформируемости применение к ним традиционной РКУП-обработки весьма затруднительно, поскольку обычно происходит быстрое разрушение заготовок. В настоящей работе на основе данных компьютерного моделирования и принципов физической мезомеханики установлено, что предварительная деформация заготовок редуцированием в режиме повышенных температур и низких скоростей деформации значительно повышает деформационную способность сплава, позволяет провести РКУП-обработку при относительно низких температурах и обеспечить получение заготовок с ультрамелкозернистой структурой. Рассмотрена физическая природа обнаруженного эффекта.
Ключевые слова: магниевые сплавы, предварительная деформация, редуцирование, равноканаль-ное угловое прессование, компьютерное конечно-элементное моделирование, микротвердость, предел прочности, ультрамелкозернистая структура
DOI 10.55652/1683-805X_2024_27_4_63-72
Effect of preliminary deformation on the formation of ultrafine-grained structure during equal channel angular pressing of magnesium alloys
A.V. Botkin1, R.Z. Valiev1, E.P. Volkova1, G.D. Khudododova1, and R. Ebrahimi2
1 Ufa University of Science and Technology, Ufa, 450076, Russia 2 Department of Materials Science and Engineering, School of Engineering, Shiraz University, Shiraz, 7134851154, Iran
The formation of ultrafine-grained structure is very desirable in the microstructural design of magnesium alloys, in particular Mg-Zn-Ca medical alloy, for a substantial increase in their strength and corrosion resistance. However, conventional processing of these alloys by equal channel angular pressing is not easily applicable due to their low deformability, which often leads to rapid fracture of billets. In this paper, computer simulation data and principles of physical mesomechanics are used to demonstrate that preliminary deformation of Mg alloy billets by reduction at high temperatures and low strain rates significantly increases their deformation capacity and enables equal channel angular pressing at lower temperatures, resulting in billets with ultrafine-grained structure. Consideration is given to the physical nature of the established effect.
Keywords: magnesium alloys, preliminary deformation, reduction, equal channel angular pressing, computer-aided finite element modeling, microhardness, ultimate strength, ultrafine-grained structure
1. Введение
В настоящее время активно ведутся исследования в области создания биоразлагаемых и биосовместимых материалов из магниевых сплавов для
применения в медицине [1-3]. Сплавы на основе магния являются подходящими материалами для использования в качестве биоразлагаемых металлов для изготовления медицинских имплантатов
© Боткин А.В., Валиев Р.З., Волкова Е.П., Худододова Г. Д., Ebrahimi R., 2024
нового поколения: обладают идеальным отношением прочности к плотности при очень хорошей биосовместимости [4, 5]; способны постепенно резорбировать, но при этом обеспечивать заданный уровень механических характеристик в течение всего периода остеосинтеза [3, 6]; модуль Юнга магния и его сплавов достаточно близок к модулю Юнга человеческой костной ткани, что в свою очередь предотвращает эффект «экранирования напряжений» [7].
Магниевые сплавы системы Mg-Zn-Ca являются одними из самых перспективных сплавов для медицинского применения благодаря содержанию в них Zn и Са, которые обладают хорошей биосовместимостью [8-10]. Zn улучшает механические свойства [11], а Са — коррозионную стойкость магниевых сплавов [12], что особенно важно для биомедицины. Однако эти сплавы в литом состоянии обладают низкими показателями прочности и коррозионной стойкости для их успешного применения при изготовлении биорастворимых имплантатов, используемых в челюстно-ли-цевой хирургии и ортопедии. Одним из эффективных подходов повышения прочности металлических материалов является формирование в них ультрамелкозернистой структуры методами интенсивной пластической деформации [13, 14].
Механизм измельчения зерен в магниевых сплавах при интенсивной пластической деформации отличается от механизма, наблюдаемого в других металлических материалах, из-за гексагональной плотноупакованной структуры и протекания динамической перекристаллизации при высоких температурах, что препятствует измельчению зерен [15]. Также механические и эксплуатационные свойства получаемых образцов зависят от однородности структуры магниевого сплава до и после интенсивной пластической деформации [1, 16, 17].
Из литературных данных [18-21] известно, что деформируемость металлических заготовок значительно увеличивает предварительная деформация при повышенных температурах — предварительное растяжение, например медных, латун-
ных образцов, существенно увеличивает деформируемость заготовок при последующем кручении.
В данной работе для предварительной деформации заготовок применяли не растяжение, а редуцирование. При равноканальном угловом прессовании реализуется деформированное состояние по схеме сдвига, а при редуцировании — по схеме растяжения, что обуславливает в целом немонотонную деформацию. Также следует отметить, что при редуцировании деформация металла происходит преимущественно в условиях трехосного одноименного напряженного состояния с положительным гидростатическим давлением, способствующим деформированию металла без разрушения.
Известно также, чем мельче исходные зерна перед интенсивной пластической деформацией, а этому возможно способствует предварительная деформация заготовок при повышенных температурах с исходной литой, гомогенизационной структурой, тем меньше проходов равноканаль-ного углового прессования требуется для получения однородной и мелкозернистой структуры [22-25].
Цель данной работы — выявление влияния предварительного редуцирования на деформируемость заготовок при равноканальном угловом прессовании, проводимом при температуре ниже, чем температура при редуцировании, и установление совместного влияния редуцирования и равноканального углового прессования на формирование мелкозернистой структуры и механические свойства сплава Mg-1 % Zn-0.06 % Са.
2. Материалы и методика проведения исследований
Исходные цилиндрические заготовки магниевого сплава Mg-1 % Zn-0.06 % Са для физического эксперимента диаметром 30 мм и длиной 70 мм изготавливали на токарном станке из круглой отливки, полученной гравитационным литьем. Сплав Mg-1 % Zn-0.06 % Са был отлит на Соликамском опытно-металлургическом заводе (Россия). Хи-
Таблица 1. Химический состав сплава Mg-1 % Zn-0.06 % Са
Массовая доля элементов, %
Zn Zr А1 Ее Mn N1 Си Са РЬ БП
0.953 <0.001 0.011 0.027 0.0026 0.0008 0.0008 0.0025 0.0641 0.018 <0.001
Рис. 1. Схемы равноканального углового прессования (а), редуцирования (первый проход) (б), экструзии (в); фильеры для пяти проходов при редуцировании (г) (цветной в онлайн-версии)
мический состав представлен в табл. 1. С целью выравнивания химического состава по объему заготовки и устранения последствий дендритной ликвации отливки были подвергнуты гомогениза-ционному отжигу в муфельной печи КаЬегШегт при температуре 450 °С в течение 24 ч с охлаждением в воду [9]. Это состояние заготовок было принято исходным.
Физический эксперимент выполняли в оснастке для равноканального углового прессования, изготовленной с углом пересечения входного и выходного каналов 120° (рис. 1, а), с диаметром входного цилиндрического канала 20 мм.
Предварительно оснастку для равноканально-го углового прессования нагревали до нужной температуры с помощью двух электрических нагревательных элементов в форме хомутов, установленных на матрицу. Фильеры для редуцирования (рис. 1, г) перед деформированием нагревали в камерной печи и затем в нагретом состоянии вставляли в направляющую втулку, закрепленную на столе гидравлического пресса. Исходная заготовка перед редуцированием и равноканаль-ным угловым прессованием нагревалась до нужной температуры в камерной печи электросопро-
тивления. Каждый последующий проход равноканального углового прессования выполняли с поворотом на 90° вокруг продольной оси заготовки.
Конечно-элементное компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния заготовки при редуцировании проводилось с использованием программного продукта Бейгт-ЗБ при следующих допущениях (обычно используемых в практике моделирования). Задачу решали в условиях объемного напряженно-деформированного состояния, в неизотермических условиях, с учетом диссипации энергии пластической деформации, при начальной температуре заготовки для равноканального углового прессования при 200400 °С и начальной температуре для редуцирования 400 °С; модель материала заготовки — жест-копластическая среда; зависимости напряжения текучести от степени деформации сплава М^-1 % 2и-0.06 % Са в исходном литом гомогениза-ционном состоянии, построенные по результатам механических испытаний на растяжение в интервалах температур и скоростей деформаций, соответствующих реализующимся при редуцировании, вводили при подготовке базы данных в виде табличных функций; материал фильеры и пуансо-
на для редуцирования, матрицы и пуансона для экструзии — недеформируемая жесткая среда. Скорость движения пуансона задавали постоянной 0.56 мм/с (равной скорости движения подвижной траверсы гидропресса при редуцировании с номинальной силой 160 тс (1569.06 кН)). Показатель трения (по Зибелю) между инструментом и заготовкой принимали равным у = 0.3 и определяли по результатам предварительного виртуального и физического моделирования продольной осадки образцов с применением графи-томолибденовой смазки. Для обеспечения высокой точности результатов расчета минимальный размер конечного элемента (длина ребра тетраэдра) принимался равным 0.6 мм. Верификация результатов компьютерного моделирования при указанных допущениях, количестве конечных элементов и результатов физического моделирования редуцирования показала относительное превышение расчетной силы деформирования над экспериментальным измеренным значением на стационарной стадии редуцирования в 5 %.
Для сравнительной оценки влияния многопро-ходности редуцирования на распределение степени деформации в заготовке и напряженно-деформированного состояния в очаге пластической деформации моделировали не только многопроходное (пять проходов, с обжатием от 12.8 до 17.3 % в одном проходе) редуцирование (рис. 1, б), но и экструзию с диаметра d = 30 до 20 мм (рис. 1, в).
Микроструктуру исследовали на оптическом микроскопе Olympus GX51 и растровом электронном микроскопе JEM-6390 при ускоряющем напряжении 20 кВ. Для измерения микротвердости HV был выбран метод Виккерса, измерение проводили по диаметру образца на микротвердомере Emco-TestDurascan 50 с нагрузкой 0.1 Ни временем выдержки 10 с. Плоские образцы с размерами рабочей части 4* 1 х 0.65 мм3 были испытаны на одноосное растяжение на испытательной машине Instron 5982 при комнатной температуре со скоростью нагружения 10-3 с-1.
Плоские образцы, указанные выше, использовали также для сравнительного исследования механических свойств металла после редуцирования, в поверхностном слое заготовки и центральной ее части. Схемы вырезки плоской пластины из деформированной редуцированием заготовки и образцов для испытаний на растяжение из пластины показаны на рис. 2.
Рис. 2. Схемы вырезки плоской пластины из редуцированной заготовки (а); образцов для испытаний на растяжение из пластины (1 — в поверхностном слое, 2 — в центральной части) (б); образца для испытаний на растяжение (в)
3. Результаты исследований и их обсуждение 3.1. Результаты компьютерного моделирования
При компьютерном моделировании исследовали распределение степени деформации в заготовке после пятипроходного редуцирования и экструзии в продольном и поперечных сечениях, а
Рис. 3. Схемы расположения точек, выбранных для анализа распределения скорости деформации (а, в) и степени деформации еед- (б, г) в заготовке в радиальном направлении: при редуцировании, пятый проход (а, б); при экструзии (в, г) (цветной в онлайн-версии)
также распределение скорости деформации в радиальном направлении в очаге пластической деформации. Редуцирование обеспечивало уменьшение диаметра заготовки й, соответствующее проходу: после первого — с 30 до 28 мм (обжатие 12.8 %); после второго — с 28 до 26 мм (обжатие 13.7 %); после третьего — с 26 до 24 мм (обжатие 4.7 %); после четвертого — с 24 до 22 мм (обжатие 15.9 %); после пятого — с 22 до 20 мм (обжатие 17.3 %). Анализ значений степени деформации в точках сечения деформированной заготовки, соответствующих установившейся стадии редуцирования и экструзии, показан на рис. 3, б, г. Для оценки распределения скорости деформации брали значения скорости деформации в точках продольного сечения очага пластической дефор-
мации (рис. 3, а, в). Распределения скорости деформации и степени деформации представлены на рис. 4-6. Распределение степени деформации при редуцировании и экструзии неравномерно как в продольном (рис. 3, б, г), так и в поперечном (рис. 4, б, 6) направлениях.
В передней части заготовки, протяженностью в 1.5 раза превышающей конечный диаметр заготовки (рис. 3, б), после пятого прохода редуцирования степень деформации в поверхностном слое составляет 3.76. После экструзии протяженность передней части заготовки с большой неравномерностью деформации равна примерно 1.2 конечного диаметра (рис. 3, г) и деформация достигает значения 1.9. В части заготовки, после редуцирования за пять проходов и соответствующей уста-
Рис. 4. Распределение скорости деформации (а) и степени деформации в радиальном направлении при экструзии (б) (цветной в онлайн-версии)
новившейся стадии деформирования (когда объем и форма очага пластической деформации не изменяются с течением времени), значение деформации в радиальном направлении изменяется в интервале от 0.54 до 5.5. При этом образуется поверхностный слой толщиной приблизительно 2 мм с высоким уровнем накопленной степени деформации, от 2 до 5.5 (рис. 6). В аналогичной части заготовки после экструзии значение деформации в радиальном направлении изменяется в интервале от 0.839 до 1.9 (рис. 4, б), а в поверхностном слое (с толщиной 2 мм) значение степени деформации — в интервале от 1.6 до 1.9. Сравнение распределений степени деформации в заготовках, полученных экструзией и пятипроходным редуцированием, показало более равномерное в радиальном направлении распределение деформации после экструзии. При этом максимальное
значение деформации достигает 1.9, что примерно 2.9 раза меньше максимального значения деформации после редуцирования. Из представленных результатов также следует, что пятипроход-ное редуцирование обеспечивает, в отличие от экструзии, формирование поверхностного слоя толщиной примерно 2 мм с высоким уровнем накопленной деформации, что может способствовать при повышенных температурах формированию в этом слое структуры, отличающейся от структуры центральной части заготовки.
Из сравнения результатов моделирования экструзии (рис. 4, а) и пятипроходного редуцирования (рис. 5) видно, что распределение скорости деформации в радиальном направлении в очаге деформации при экструзии более равномерно. Редуцирование в каждом проходе происходит с более высоким, чем при экструзии, радиальным гра-
Рис. 5. Распределение скорости деформации в радиальном направлении при редуцировании: первый (1), второй (2), третий (3), четвертый (4), пятый проход (5) (цветной в онлайн-версии)
Рис. 6. Распределение степени деформации в радиальном направлении при редуцировании: первый (1), второй (2), третий (3), четвертый (4), пятый проход (5) (цветной в онлайн-версии)
Рис. 7. Исходные заготовки после гомогенизационного отжига (а); заготовки, деформированные редуцированием (б); заготовка, деформированная редуцированием и равноканальным угловым прессованием (в) (цветной в онлайн-версии)
диентом скорости деформации (отношением изменения скорости деформации к единице изменения радиуса) в поверхностном слое с толщиной примерно 5 мм. Редуцирование, как видно из результатов моделирования, характеризуется меньшим в радиальном направлении, в сравнении с экструзией, размером очага деформации и в связи с этим большими градиентами тензоров скоростей деформации (скорость деформации в механике обработки давлением рассчитывают через компоненты тензора скорости деформации:
2
2 ^у ^У ,
где — скорость деформации; ^ — компоненты тензора скорости деформации), что в соответствии с работой [26] способствует интенсивной фрагментации структуры металла.
Как отмечалось выше, для успешного равнока-нального углового прессования магниевого сплава М^—1 %2и-0.06 % Са необходимо обеспечить за счет предварительной термомеханической обработки увеличение деформируемости прежде всего поверхностного слоя заготовки, т.к. именно в поверхностном слое происходит разрушение при равноканальном угловом прессовании. Поэтому для физического эксперимента было выбрано в качестве предварительной обработки пятипро-ходное редуцирование.
3.2. Результаты физического эксперимента
На рис. 7 приведены фотографии исходных заготовок после гомогенизационного отжига (рис. 7, а), после редуцирования за пять проходов при температуре 400 °С (рис. 7, б), а также заго-
товки после 8 проходов равноканального углового прессования, выполненных в условиях пониженной температуры (рис. 7, в): первый, второй проходы — при 300 °С; третий, четвертый — при 250 °С; пятый, шестой — при 200 °С; седьмой, восьмой — при 150 °С. На заготовке после выполнения восьми проходов равноканального углового прессования отсутствуют видимые признаки разрушения.
Исходная структура образцов сплава Mg-1 % 2и-0.06 % Са состоит из равноосных зерен a-Mg со средним размером 220 мкм (рис. 8, а). Деформация методом равноканального углового прессования с предварительным редуцированием привела к измельчению зеренной структуры в сплаве Mg-1 % 2и-0.06 % Са, однако структура неоднородна по объему (рис. 8, б). Средний размер зерен уменьшился с 220 мкм (исходное состояние) до 20 мкм (редуцирование + равнока-нальное угловое прессование).
Относительное удлинение образцов, вырезанных из поверхностного слоя деформированной редуцированием заготовки, рассчитанное с использованием результатов испытаний, представленных на рис. 9, на 6-7 % больше значения относительного удлинения для образца, вырезанного из центральной части заготовки. Это свидетельствует об увеличении деформируемости поверхностного слоя заготовки, обеспеченном редуцированием заготовки, что косвенно подтверждается последующим деформированием при равноканаль-ном угловом прессовании без разрушения.
Деформированные редуцированием и угловым прессованием заготовки использовали для изго-
товления образцов для механических испытаний. Результаты исследований механических свойств представлены на рис. 10.
На рис. 10, а приведена диаграмма растяжения исследуемого сплава после пятипроходного редуцирования и восьми проходов равноканального углового прессования. Сплав М£—1 % 2п-0.06 % Са в гомогенизированном состоянии обладает прочностью 144 МПа. В деформированном состоянии его прочность повысилась: после редуцирования, как отмечено выше, в поверхностном слое 227 МПа, в центральной части 211 МПа; после
Рис. 9. Результаты механических испытаний сплава М§-1 % 2п-0.06 % Са после пятипроходного редуцирования: диаграмма растяжения для образца, вырезанного из исходной заготовки (1), из центральной части заготовки (2), из поверхностного слоя заготовки (3) (цветной в онлайн-версии)
Рис. 10. Результаты механических испытаний: диаграмма растяжения сплава М§-1 % 2п-0.06 % Са: 1 — исходная, 2 — редуцирование + равноканальное угловое прессование (РКУП) (а); сравнение исходной и полученной после редуцирования и равноканально-го углового прессования микротвердости (б) (цветной в онлайн-версии)
последующего равноканального углового прессования (восемь проходов) увеличилась до 233 МПа. Также значительно увеличился предел текучести: со значения 42 МПа в гомогенизированном состоянии до 198 МПа после деформации редуцированием и равноканальным угловым прессованием. Относительное удлинение осталось на прежнем уровне — 12 % в поверхностном слое образца после пятипроходного редуцирования, а в центре уменьшилось до 7% по сравнению с исходным состоянием. После пятипроходного редуцирования и равноканального углового прессования значение относительного удлинения сохранилось на уровне 7 %.
Этот результат свидетельсвует о значимости проведения равноканального углового прессования в качестве метода для увеличения прочностных свойств данного сплава. Микротвердость гомогенизированного состояния сплава Mg-1 % Zn-0.06 % Ca составила 46.6 ± 2 HV (рис. 10, б). После пятипроходного редуцирования значение микротвердости стало 53.4 ± 4 HV. Однако в результате пластической деформации методом пятипроход-ного редуцирования и восьми проходов равнока-нального углового прессования достигнуто максимальное значение микротвердости 58.7 ± 3 HV.
4. Заключение
Проведенное конечно-элементное моделирование напряженно-деформированного состояния заготовки при редуцировании с d = 30 до 20 мм позволило обосновать в сравнении с экструзией многопроходное редуцирование при повышенной температуре (400 °С), обеспечивающее нужное распределение степени деформации по сечению заготовки из магниевого сплава Mg-1 % Zn-0.06 % Ca. По результатам компьютерного моделирования было рекомендовано провести последовательное редуцирование за 5 проходов с обжатием от 12.8 до 17.3 % в одном проходе. При такой предварительной термомеханической обработке, проведенной при повышенной температуре, образуется поверхностный слой (толщиной приблизительно 2 мм) с высоким уровнем накопленной степени деформации (от 2 до 5.5) и благоприятной структурой, обеспечивающей увеличение деформируемости заготовки при последующем равноканальном угловом прессовании.
Установлено путем физического эксперимента, что применение редуцирования в качестве предварительной операции увеличивает деформируемость заготовок при равноканальном угловом
прессовании при относительно низких температурах 150-300 °С. В ходе экспериментальных работ получены цельные неразрушенные заготовки после редуцирования и равноканального углового прессования, у которых исследовали механические свойства методами измерения микротвердости и испытаний на растяжение. Комбинированная обработка значительно повышает механические свойства: микротвердость с 46.6 до 58.7 HV, предел прочности с 144 до 233 МПа; при этом относительное удлинение уменьшается на 42 %. Кроме того, комбинированная обработка также оказывает эффективное влияние на формирование мелкозернистой структуры — средний размер зерен уменьшился с 220 мкм (исходное состояние) до 20 мкм (редуцирование + равноканаль-ное угловое прессование), благодаря чему увеличились механические свойства магниевого сплава Mg-1 % Zn-0.06 % Ca.
Благодарности
Экспериментальная часть работы выполнена с использованием оборудования ЦКП «Нанотех» ФГБОУ ВО «УУНиТ».
Финансирование
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 24-43-20015) с российской стороны и Национального научного фонда Ирана (INSF) (проект № 4021954) с иранской стороны.
Литература
1. Medeiros, M.P., Lopes, D.R., Kawasaki, M., Langdon, T.G., and Figueiredo, R.B., An Overview on the Effect of Severe Plastic Deformation on the Performance of Magnesium for Biomedical Applications, Materials, 2023, vol. 16, p. 2401. https://doi.org/10.3390/ma16062401
2. Yang, Y., Xiong, X.M., Chen, J., Peng, X.D., Chen, D.L., and Pan, F.S., Research Advances in Magnesium and Magnesium Alloys Worldwide in 2020, J. Magnesium Alloys, 2021, vol. 9(3), pp. 705-747.
3. Zhao, D., Witte, F., Lu, F., Wang, J., Li, J., and Qin, L., Current Status on Clinical Applications of Magnesium-Based Orthopaedic Implants: A Review from Clinical Translational Perspective, Biomaterials, 2017, vol. 112, pp. 287-302. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2016. 10.017
4. Luthringer, B.J.C., Feyerabend, F., and Willumeit-Ro-mer, R., Magnesium-Based Implants: A Mini-Review, Magnes. Res, 2014, vol. 27, pp. 142-154. https://doi.org/ 10.1684/mrh.2015.0375
5. Witte, F., The History of Biodegradable Magnesium Implants: A Review, Acta Biomater., 2010, vol. 6,
pp. 1680-1692. https://doi.org/10.1016/j .actbio.2010.02. 028
6. Staiger, M.P., Pietak, A.M., Huadmai, J., and Dias, G.J., Magnesium and Its Alloys as Orthopedic Biomaterials, Biomaterials, 2006, vol. 27, no. 9, pp. 1728-1734. https:// doi.org/10.1016/j .biomaterials.2005.10.003
7. Vinogradov, A., Merson, E., Myagkikh, P., Linderov, M., Brilevsky, A., and Merson, D., Attaining High Functional Performance in Biodegradable Mg-Alloys: An Overview of Challenges and Prospects for the Mg-Zn-Ca System, Materials, 2023, vol. 16, p. 1324. https://doi.org/10.3390/ ma1603132
8. Sun, Y., Zhang, B., Wang, Y., Geng, L., and Jiao, X., Preparation and Characterization of a New Biomedical Mg-Zn-Ca Alloy, Mater. Design, 2012, vol. 34, pp. 58-64. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.07.058
9. Худододова, Г.Д., Кулясова, О.Б., Нафиков, Р.К., Ис-ламгалиев, Р.К., Структура и механические свойства биомедицинского магниевого сплава Mg-1% Zn-0.2% Ca, Front. Mater. Technol., 2022, no. 2, pp. 105-112. https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-2-105-112
10. Martynenko, N.S., Anisimova, N.Y., Rybalchenko, O.V., Kiselevskiy, M.V., Rybalchenko, G., Straumal, B., Tem-ralieva, D., Mansharipova, A.T., Kabiyeva, A.O., Gab-dullin, M.T., Dobatkin, S., and Estrin, Y., Rationale for Processing of a Mg-Zn-Ca Alloy by Equal-Channel Angular Pressing for Use in Biodegradable Implants for Os-teoreconstruction, Crystals, 2021, vol. 11, p. 1381. https://doi.org/10.3390/cryst11111381
11. Zhang, S., Zhang, X., Zhao, C., Li, J., Song, Y., Xie, C., Tao, H., Zhang, Y., He, Y., Jiang, Y., and Bian, Y., Research on an Mg-Zn Alloy as a Degradable Biomaterial, Acta Biomater., 2010, vol. 6, no. 2, pp. 626-640. https:// doi.org/10.1016/j.actbio.2009.06.028
12. Zhang, B., Wang, Y., Geng, L., and Lu, C., Effects of Calcium on Texture and Mechanical Properties of Hot-Extruded Mg-Zn-Ca Alloys, Mater. Sci. Eng. A, 2012, vol. 539, pp. 56-60. https://doi.org/10.1016/j.msea.2012. 01.030
13. Валиев, Р.З., Александров, И.В., Объемные нано-структурные металлические материалы: получение, структура и свойства, М.: Академкнига, 2007.
14. Abdi, M. and Ebrahimi, R., Microstructure Evolution of AZ91 Alloy Processed by Twin Parallel Channel Angular Extrusion Technique, J. Mater. Eng. Perform., 2022, vol. 31, pp. 5358-5373. https://doi.org/10.1007/s11665-022-06680-0
15. Ion, S.E., Humphreys, F.J., and White, S.H., Dynamic Recrystallisation and the Development of Microstructure during the High Temperature Deformation of Magne-
sium, Acta Metall, 1982, vol. 30, pp. 1909-1919. https:// doi.org/10.1016/0001-6160(82)90031-1
16. Figueiredo, R.B. and Langdon, T.G., Principles of Grain Refinement and Superplastic Flow in Magnesium Alloys Processed by ECAP, Mater. Sci. Eng. A, 2009, vol. 501(1-2), pp. 105-114. https ://doi.org/10.1016/j. msea.2008.09.058
17. Carvalho, A.P. and Figueiredo, R.B., An Overview of the Effect of Grain Size on Mechanical Properties of Magnesium and Its Alloys, Mater. Trans., 2023. https://doi.org/ 10.2320/matertrans.MT-MF2022005
18. Людвик, П., Основы технологической механики, в сб. Расчеты на прочность в машиностроении, М.: Машиностроение, 1970, вып. 15, с. 130-166.
19. Богатов, А.А., Мижирицкий, О.И., Смирнов, С.В., Ресурс пластичности при обработке металлов давлением, М.: Металлургия, 1984.
20. Богатов, А.А., О разрушении металлов при обработке давлением, Кузнечно-штамповочное производство, 1997, № 8, c. 2-7.
21. Колмогоров, В. Л., Мигачев, Б. А., Бурдуковский, В. Г., К вопросу построения обобщенной феноменологической модели разрушения при пластической деформации металлов, Металлы, 1995, № 6, c. 133-141.
22. Horita, Z., Matsubara, K., Makii, K., and Langdon, T.G., A Two-Step Processing Route for Achieving a Superplastic Forming Capability in Dilute Magnesium Alloys, Scripta Mater, 2002, vol. 47, pp. 255-260. https://doi. org/10.1016/S1359-6462(02)00135-5
23. Orlov, D., Raab, G., Lamark, T.T., Popov, M., and Estrin, Y., Improvement of Mechanical Properties of Magnesium Alloy ZK60 by Integrated Extrusion and Equal Channel Angular Pressing, Acta Mater., 2011, vol. 59, pp. 375-385. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2010.09. 043
24. Incesu1, A. and Gungor, A., Mechanical Properties and Biodegradability of Mg-Zn-Ca Alloys: Homogenization Heat Treatment and Hot Rolling, J. Mater. Sci. Mater. Med, 2020, vol. 31(12). https://doi.org/10.1007/s10856-020-06468-5
25. Martynenko, N., Lukyanova, E., Serebryany, V., Prosvir-nin, D., Terentiev, V., Raab, G., Dobatkin, S., and Est-rin, Y., Effect of Equal Channel Angular Pressing on Structure, Texture, Mechanical and In-Service Properties of a Biodegradable Magnesium Alloy, Mater. Lett., 2019, vol. 238, pp. 218-221. https://doi.org/10.1016/j.matlet. 2018.12.024
26. Бейгельзимер, Я.Е., Варюхин, В.Н., Орлов, Д.В., Сынков, С.Г., Винтовая экструзия — процесс накопления деформации, Донецк: Фирма ТЕАН, 2003.
Поступила в редакцию 01.02.2024 г., после доработки 25.04.2024 г., принята к публикации 06.05.2024 г.
Сведения об авторах
Боткин Александр Васильевич, д.т.н., проф. УУНиТ, botkinav@yandex.ru
Валиев Руслан Зуфарович, д.ф.-м.н., проф., дир. НИИ ФПМ УУНиТ, ruslan.valiev@ugatu.su
Волкова Елена Павловна, мнс НИИ ФПМ УУНиТ, epvolkova@mail.ru
Худододова Ганджина Дастамбуевна, мнс НИИ ФПМ УУНиТ, khudododova.gd@gmail.com
Ebrahimi Ramin, проф., Ширазский университет, Иран, ebrahimy@shirazu.ac.ir
