Влияние термической обработки биоразлагаемого магниевого сплава WE43, полученного методом аддитивного производства, на его эксплуатационные характеристики

Совместными усилиями сотрудников МИСиС, МФТИ и ИФПМ СО РАН изучен биоразлагаемый медицинский магниевый сплав WE43, изготовленный методом селективного лазерного плавления, с точки зрения взаимосвязи микроструктуры и свойств. Посредством изменения условий лазерной обработки, были получены сплав WE43 с различным размером зерна, текстурой, остаточными напряжениями и механическими свойствами. Количественная оценка знака и уровня остаточных напряжений полученных сплавов была проведена с использованием метода рентгеновской дифракции. Чтобы гарантировать сбалансированные коррозионные и механические свойства сплавов, изготовленных аддитивным способом, была разработана термическая обработка для снижения внутренних напряжений. Кроме того, остаточная пористость и связанные с технологическим процессом дефекты в сплавах после печати контролировались путем управления объемной плотностью энергии лазера. Было обнаружено, что микроструктура образцов после печати характеризуется тремя фазами (α-Mg, Mg3Nd и Y2O3) и сильной текстурой в направлении [10-10]. После обработки на твердый раствор при 525 °C в течение 4 ч и отжига при 200 °C в течение 8 ч происходит распад пересыщенного твердого раствора с образованием вторичных фаз Mg41Nd5, Mg24Y5 и Mg12Nd. Скорость коррозии термообработанных сплавов WE43 оказалась примерно в 1,2–1,5 раза ниже, чем у сплавов после печати.
Наилучший баланс механических и коррозионных характеристик, а также низкие значения остаточных напряжений наблюдаются у сплава WE43, полученного с максимальной объемной плотностью энергии и подвергнутого термической обработке при повышенных температурах (525 °C в течение 4 ч).

Работа по рентгеноструктурному анализу сплав WE43 выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2021-0006. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Characterization (Q1, Impact factor 5.5).

Veronika Utyaganova, Viktor Semin, Nickolai Savchenko, Boris Zotov, Viacheslav Bazhenov, Nikita Ershov, Ali Kavousi Sisi, Vladimir Egorov, Olga Bashmakova, Alexey Irtegov, Stanislav Chernyshikhin, The effect of heat treatment of a biodegradable magnesium-based alloy produced by additive manufacturing on the product performance, Materials Characterization, Volume 229, Part A, 2025, 115457, https://doi.org/10.1016/j.matchar.2025.115457.