生物金属材料具有卓越的机械强度和力学性能,因此作为医用植入物广泛应用于临床医学中。镁及镁合金拥有与人体骨相近的弹性模量和抗拉抗压强度,可以有效缓解由于植入物和人体骨之间弹性模量差距过大导致的应力遮挡现象。同时,镁合金具有良好的生物活性和性能,而且可以在人体生理环境中自发降解,因此镁合金作为医用植入物在医学领域具有巨大的应用潜力。镁及镁合金由于其标准电极电位低,钝化膜不能对镁合金造成有效保护,而且人体生理环境中大量存在的氯离子会对钝化膜造成破坏加速镁合金的腐蚀速度,造成骨结合不好,限制了镁合金在医用领域的广泛医用。研究提出利用超声滚压表面强化工艺对AZ91D镁合金进行表面强化加工以改善其耐腐蚀性能。在超声滚压加工参数影响镁合金表面性能与材料内部瞬时应力应变场、镁合金表面性能影响其耐腐蚀性能、超声滚压加工参数影响镁合金腐蚀速度三个方面开展研究工作,得到相关研究结论。主要研究内容与结论包括:（1）基于正交实验和全因子实验研究方法,以表面形貌和粗糙度、表面残余应力作为表面性能特征参数,研究超声滚压表面强化工艺加工参数对AZ91D镁合金表面性能的影响。实验结果表明,静压力、滚压道次、主轴转速是影响AZ91D镁合金表面完整性的显著因子。分别建立了超声滚压加工参数影响AZ91D镁合金表面粗糙度以及残余应力的预测模型。全因子超声滚压实验结果表明,表面粗糙度和残余应力均随静压力的增加而增加,并在静压力为900N时取得最优值。当滚压道次取最佳值时,表面粗糙度和残余应力得到最优结果,在滚压道次取最佳值之前,两个指标随着滚压道次的增加而增加,当超过最佳值以后,随着滚压道次的增加而降低。主轴转速对两个指标影响并不显著,主轴转速取最低水平120r/min时表面粗糙度和残余应力均达到最优结果。通过有限元分析方法,对材料内部应力应变进行分析。结果表明,静压力越大材料内部的残余应力和塑性应变越大,应变深度越大。滚压道次对残余应力和塑性应变有不同影响,塑性应变随着滚压道次的增加而增加,残余应力则是先随滚压道次增加而增加,后随滚压道次增加而降低。残余应力和塑性应变均随主轴转速增加而降低。（2）通过电化学腐蚀实验研究超声滚压强化对AZ91D镁合金抗电化学腐蚀性能的影响。电化学实验结果表明,与车削试样和车削后抛光试样相比,超声滚压加工后的试样的开路电位更高,并且更稳定。极化曲线出现正向移动,自腐蚀电位由-1.3956 V提高到-1.3042 V,腐蚀电流密度由260.62μA/cm2下降到141.53μA/cm2。经过超声滚压加工后试样的电容弧半径显著增大,远远大于车削试样和车削后抛光试样。增加静压力后,试样的开路电位、自腐蚀电位、腐蚀电流密度和电容弧半径进一步增加。通过模拟体液浸泡腐蚀实验研究超声滚压强化对AZ91D镁合金在模拟体液中耐腐蚀性能的影响。模拟体液浸泡腐蚀试验结果表明,车削试样和车削后抛光试样浸泡腐蚀以后,表面出现明显的点蚀坑和腐蚀痕迹,而超声滚压加工后的试样表面比较完整仅出现一些细微腐蚀痕迹。三组试样的腐蚀速度分别为10.98 mg/cm2·h、7.29 mg/cm2·h、0.43mg/cm2·h,经过超声滚压后,AZ91D镁合金在模拟体液中腐蚀速度显著降低。增加静压力后,试样的腐蚀速度由0.43mg/cm2·h降低为0.13mg/cm2·h。通过分析四组试样表面形貌、残余应力和微观组织对材料腐蚀性能的影响,探讨了超声滚压表面强化工艺对AZ91D镁合金耐腐蚀性能的影响机理。（3）对全因子超声滚压实验后的试样进行模拟体液浸泡腐蚀实验,建立超声滚压加工参数影响腐蚀速度的预测模型并通过方差分析方法和响应曲面方法分析加工参数对腐蚀速度的影响,结果表明静压力与滚压道次对腐蚀速度影响显著,并在静压力、滚压道次和主轴转速分别取900N、3和120r/min时,腐蚀速度得到最优值。