本文以骨植入材料为研发目标,制备了 Mg-3Zn-1Ca-0.5Sr(wt%)合金,研究了铸态和挤压态合金的微观结构、力学性能、腐蚀性能、腐蚀机制、应力腐蚀和生物相容性,建立了合金在多环境条件下的腐蚀动态模型,评价了合金的生物安全性。首先,通过改变冷却条件,制备了在不同凝固冷却速度下凝固的铸态合金,发现随着凝固冷却速度增大:铸态合金组织更加致密,腐蚀后点蚀坑数量增多,腐蚀微电偶数量增多,腐蚀速率增大;单个点蚀坑的面积减小,表层α-Mg被腐蚀后,剩余结构对深层α-Mg的保护作用增强,腐蚀速率下降,两者交替起主导作用,使得合金腐蚀速率呈现出先增大后减小的趋势。为保证铸态合金的在尽量快的冷却速度下凝固,采用多级冷却制度制备的合金组织由α-Mg、骨骼状Ca2Mg6Zn3相和块状Mg17Sr2相组成,合金组织粗大,强度很低,难以变形。在优化合金均匀化制度后,通过热压缩实验研究了合金的热变形行为并确定了合金的合理热变形加工窗口,结果表明:合金中的第二相有促进动态再结晶形核并抑制动态再结晶晶粒长大的作用,合金的合理加工区间为T=330-360℃,ε=0.02-0.03s-1。在加工区间内热挤压变形后,合金的力学性能显著提高,屈服强度达到190MPa,抗拉强度达到250MPa,断后延伸率达到16.5%。根据合金各组织电势差的不同,构筑了三个腐蚀原电池,由α-Mg作为阳极的两个一级腐蚀原电池电势差较大,优先开动,由Mg17Sr2相作为阳极的二级腐蚀原电池电池差较小,只有在附近的一级腐蚀原电池消失后才会开动,合金通过α-Mg的腐蚀释放Mg2+离子,通过Mg17Sr2相的腐蚀释放Sr2+离子,在合金表面生成磷灰石和含Sr的磷灰石。相比铸态合金,由于均匀化热处理的作用,挤压态合金元素偏析减弱,各相间的电势差降低,使得Sr离子的释放时机提前,含Sr磷灰石更早的在合金表面生成。腐蚀沿第二相构成的流线组织深入,形成底部与流线方向一致的腐蚀坑并沿流线剥落,实现了逐层腐蚀。在应力及腐蚀的耦合作用下,裂纹易在被腐蚀位置萌生,裂纹的出现又加速了腐蚀进程,流线组织作为屏障阻碍了裂纹和腐蚀向心部的拓展,形成应力腐蚀台阶。服役应力越低,流线组织对裂纹拓展的阻碍作用越明显,裂纹易沿流线横向拓展;服役应力越高,流线组织对裂纹拓展的阻碍作用越弱,裂纹越易向心部拓展,使得合金快速失效。体外及体内生物相容性实验结果表明:挤压态合金的体外生物相容性良好,不同浓度的浸提液对大鼠前胚胎成骨细胞表现出长时间的0-1级毒性,且无溶血作用,长时间植入SD大鼠大腿股骨后,没有出现炎症及应急反应,说明合金对SD大鼠无毒副作用,植入材料可以诱导骨组织向破损位置生长且周边骨组织密度高于TC4对照组,有效的缓解了应力遮挡效应,植入2周后,周边骨组织在材料的诱导作用下长入植入位置,实现了合金的降解与骨组织愈合的匹配,具备良好的应用前景。