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镁合金具有力学相容性、生物相容性及可降解性等优点,有望发展成为新型的生物医用植入材料。Mg-Zn-Ca三元合金由于Ca具有很强的晶粒细化作用,Zn具有很强的时效作用,且Zn、Ca是人体需要的常量元素,Mg-Zn-Ca合金越来越受到很多科研工作者的重视。目前,Mg-Zn-Ca合金的研究集中在控制Zn、Ca的含量、添加合金化元素及表面处理等提高合金的耐腐蚀性能,对力学性能的影响很少涉及。镁合金作为生物医用植入材料需要较好的耐腐蚀性能,更需要较高的力学性能,同时提高镁合金耐腐蚀性能及力学性能的研究报道较少。本文系统地研究了高应变速率轧制对Mg-4Zn-x Ca合金组织与性能的影响及晶粒尺寸和第二相对Mg-4Zn合金生体腐蚀行为的影响。主要研究结果如下:(1)研究了高应变速率轧制对Mg-4Zn-xCa合金组织及力学性能的影响。结果表明:与铸态合金相比,轧制态合金发生了动态再结晶,晶粒尺寸显著细化,第二相含量及尺寸减少且分布均匀,强度和伸长率得到大幅度提高;Mg-4Zn-0.9Ca合金的抗拉强度和屈服强度分别为300MPa、278MPa,分别提高82.9%、275.7%,强度提高最显著;随着Ca含量增加,铸态合金的强度及塑性逐渐下降,轧制态合金的强度逐渐提高。(2)研究了高应变速率轧制对Mg-4Zn-xCa合金耐腐蚀性能及剩余抗拉强度的影响。结果表明:轧制态合金由于晶粒细化和第二相含量及尺寸减少且分布均匀,耐腐蚀性能和剩余抗拉强度比铸态合金大幅度提高。轧制态Mg-4Zn合金具有最佳的耐腐蚀性能和剩余抗拉强度;在0.9%NaCl溶液中浸泡7d的质量损失为41.6mg,比铸态合金降低80.4%,耐腐蚀性能提高最显著;剩余抗拉强度为217MPa,比铸态合金提高186.8%,是所有合金中最高的。随着Ca含量增加,铸态合金的耐腐蚀性能先提高后降低,轧制态合金的耐腐蚀性能逐渐降低。(3)研究了合金状态和晶粒尺寸及第二相对Mg-4Zn合金耐腐蚀性能的影响。结果表明:铸态合金的腐蚀方式为晶间腐蚀,平均腐蚀速率随着浸泡时间的延长而逐渐增大。轧制态合金的腐蚀方式为丝状腐蚀,平均腐蚀腐蚀速率随着浸泡时间的延长而逐渐下降。高应变速率轧制的Mg-4Zn合金耐腐蚀性能优于常规三道次轧制的Mg-4Zn合金及高应变速率轧制的ZK60合金,低于高应变速率轧制的纯镁及AZ91合金。轧制态合金在400℃固溶,浸泡7d的质量损失随着晶粒尺寸的增大先下降后基本保持不变。在160℃时效,欠时效阶段合金的质量损失随时效时间的延长而逐渐下降,12h时效峰值质量损失最小,过时效阶段合金的质量损失随时效时间的延长而逐渐增加。