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锌合金相较于镁合金和铁基合金有着适宜的降解速率、良好的生物相容性,因此锌合金作为可降解生物材料越来越受到到人们的关注。纯Zn力学性能比较差,无法满足实际需求。通过添加Mg、Sr、Ca等元素进行合金化并采用热变形的方法来改善纯Zn的力学性能,力学性能较纯Zn也有了很大改善,但仍无法满足生物材料对力学性能的要求。Zn-Mg二元合金作为可降解生物材料有着巨大的潜力,但目前其存在的问题仍旧是力学性能无法满足实际需求。因此本文在Zn-Mg二元合金的基础上添加Mn元素,并适当调节Mg元素的含量,并结合本课题组之前的研究,设计出了 Zn-0.5Mg-1Mn、Zn-0.2Mg-1Mn及Zn-0.5Mg-0.5Mn三种成分的合金。然后通过铸造、均匀化、反向热挤压等一系列工艺制备出Zn-Mg-Mn三元合金,主要对热挤压工艺进行控制,包括挤压速率(1mm/s、5mm/s、10mm/s),挤压温度(100℃、150℃、250℃),分别研究了挤压速率和挤压温度对Zn-Mg-Mn合金微观组织及力学性能的影响。从而为Zn基合金的进一步开发提供具有意义的实验数据及理论基础。反向热挤压实验合金组织中合金相的类型并未随挤压工艺和元素含量发生明显变化。Mg元素主要以Mg2Zn11化合物的形式存在,在组织中沿挤压方向呈带状分布。而Mn元素则主要以MnZn13化合物的形式存在,尺寸在0.5μm以下的一般分布在Zn基体晶界位置,而少量尺寸较大的沿挤压方向分布。当挤压温度为100℃时,随着挤压速率增加,Zn-0.5Mg-1Mn合金组织中晶粒尺寸增加,组织均匀性降低,第二相大小、分布及形貌并未发生明显变化;组织中晶粒取向基本相同,晶界角度均以大角度晶界为主,挤压过程中合金发生了完全动态再结晶;织构表现为{0001}基面纤维织构,织构强度随挤压速率增加而增强。随挤压速率增加Zn-0.5Mg-0.5Mn合金也表现出类似的规律,但其组织的变化表现得更明显,Zn基体晶粒和第二相尺寸均明显增大。随着挤压速率增加Zn-0.2Mg-1Mn合金组织的变化则比较小,晶粒尺寸及组织均匀程度变化均不那么明显。当挤压速率一定时,随着挤压温度升高,Zn-0.5Mg-1Mn合金组织中基体晶粒尺寸明显增加,第二相尺寸变化并不明显,平均晶粒尺寸增加;晶粒取向变化仍旧不明显,晶界角度均以大角度晶界为主。对于Zn-0.5Mg-0.5Mn合金也保持类似的规律,其晶粒尺寸随挤压温度升高而增大,但变化幅度要要高于Zn-0.5Mg-1Mn合金。Zn-0.2Mg-1Mn合金组织仍保持类似的规律,但其组织受温度的影响相对小一些。当挤压温一定时,随着挤压速率增加,三种成分的实验合金抗拉强度和屈服强度的变化均比较小,延伸率却下降比较明显。当挤压温度为100℃时,挤压速率从1mm/s增加到10mm/s,Zn-0.5Mg-1Mn合金抗拉强度基本保持在420～435MPa的范围内,屈服强度保持在350～375MPa的范围内,但延伸率却从38%下降到10%。若挤压速率一定,随着挤压温度升高,三种成分的实验合金屈服强度和抗拉强度依旧变化不大,但延伸率明显下降。当挤压速率为1mm/s时,挤压温度从100℃增加到250℃,抗拉强度保持在415～425MPa范围内,屈服强度在350～380MPa以内变化,延伸率却由38%下降到10%。因此降低挤压速率及挤压温度可以提高合金的延伸率,同时能保持较高的强度。当挤压温度为100℃,挤压速率为1mm/s时,三种成分的实验合金均获得了最佳力学性能。同一工艺参数下,Zn-0.5Mg-1Mn与Zn-0.5Mg-0.5Mn合金相比较,延伸率比较相近,但抗拉强度和屈服强度要分别高36MPa、74MPa,这表明Mn元素的强化效果明显。而Zn-0.5Mg-1Mn与Zn-0.2Mg-1Mn合金相比较力学性能差别比较小,Mg元素对晶粒尺寸的影响则相对小一些。