镁(Mg)及其合金是非常有应用前景的新型生物医用材料。由于其在人体内可通过降解被人体吸收,具有良好的生物相容性和生物活性,因此不仅可用于骨科和心血管支架,而且还可用于颅骨固定系统。同时,镁也天然存在于人体内,这意味着它作为一种潜在的可降解材料,可以支持骨骼重塑,并且在生理环境中逐渐降解,从而加强了其作为可生物降解植入物的可接受性,并降低了与永久性金属植入物植入后二次手术相关的风险。但是,其很高的降解速率亦会带来问题。对于每种应用,都有一个最佳水平的生物降解性,因为在组织愈合之前不希望材料完全降解。为了开发具有合适降解速率的镁合金,在其作为植入物应用之前,需要了解其微观结构与生物腐蚀速率的关系.在本文研究中,介绍了纯Mg和Mg-2Zn-0.5Nd合金在不同的加工路径和参数下的腐蚀行为,并系统地研究了它们在变形前的应力腐蚀机制,以揭示它们在拉伸和压缩变形后的腐蚀响应。使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和电子背散射衍射(EBSD)分析了材料的微观结构特征,同时使用动电位极化分析了材料的腐蚀响应(PD)、电化学阻抗谱(EIS),并进行了浸泡实验测试。主要研究成果如下:本文系统研究了各种轧制参数引起的再结晶和局部取向不良对镁生物降解行为的影响。结果表明,随着轧制温度的升高,再结晶分数的增加和晶粒局部取向的减少均有利于降低Mg的降解速率。在较低的轧制温度下,由于发生孪晶而导致基体的织构变化,从而抑制了最大织构强度,并增大了降解速率。降解速率通常随轧制温度的降低而增高(即350℃＜250℃＜100℃,这表明较高的轧制温度有利于降低镁的降解速率.本文系统地研究了孪晶和局部取向不良对镁薄板在不同轧制方向(即横向轧制和单向轧制)下生物降解行为的影响。单向轧制镁薄板的降解速率小于交叉轧制镁薄板,这是由于交叉轧制镁薄板晶粒中的孪晶和局部取向不良所产生的残余应力导致的不利影响。冲压加工通常用于制造金属植入物产品,但是对于生物可降解的Mg合金,冲压会由于冲压后微观结构的变化而影响材料的降解性能。因此,通过对冲压态 Mg-2Zn-0.5Nd 合金(ZN20)进行冲压加工,研究了其显微组织、晶体学取向和降解性能,以揭示冲压工艺对镁合金降解速率的影响。体外降解结果表明,轧制后的Mg-2Zn-0.5Nd压延材的降解速率从0.2mm/年升高到0.5mm/年。在冲压过程中,{1012}孪晶的出现显著削弱了{0001}的基面织构,其对冲压Mg-2Zn-0.5Nd板材的降解速率具有显著影响。通过退火消除变形后,镁合金的降解速率降低到0.15mm/年。对纯 Mg、Mg-2Zn、Mg-2Zn-0.5Nd 和 Mg-2Zn-05Nd-0.5Zr 进行拉伸和压缩加载,然后将其浸入Hank’s溶液中来评估预变形后材料的降解行为。用电子背散射衍射(EBSD)技术分析塑性变形后的微观结构表明,向Mg中添加合金元素Zn、Nd和Zr会影响材料的晶粒尺寸,其在塑性变形后的孪晶活性、残余应力和位错密度中起重要作用。Mg和Mg-2Zn塑性变形后的高孪晶体积分数提高了其降解速率,而Mg-2Zn-0.5Nd和Mg-2Zn-0.5Nd-0.5Zr中的晶粒细化抑制了孪晶发生,这有利于它们预变形后的腐蚀抗力。与Mg-2Zn-0.5Nd和Mg-2Zn-0.5Nd-0.5Zr相比,KAM值揭示了在拉伸和压缩载荷下Mg和Mg-2Zn中残余应力和位错密度更高这也增加了塑性变形后Mg和Mg-2Zn的降解速率。