金属镁具有良好的生物相容性和可降解特性,可用于制备骨修复植入体和心脑血管支架等医疗植介入产品。但是金属镁存在强度较低和加工塑性较差及其在人体内降解速率过快等不足。通过对金属镁的合金化及大的塑性变形可明显细化晶粒组织,进而达到提高其力学性能、降低腐蚀速率的作用,这已成为目前国内外医用镁合金的重点研究方向。本文依托陕西省工业科技攻关项目及西安市未央区科技计划项目,通过镁合金熔炼、热压缩、挤压、电化学腐蚀等实验,结合有限元模拟技术,对镁合金细径管的热加工塑性变形规律及挤压工艺参数进行了系统的对比研究,并从微观组织、力学性能和腐蚀行为三方面对镁合金管材进行了综合分析,得出的主要研究结论如下:对纯镁进行合金化,制备出Mg-3Zn合金和Mg-3Zn-1Zr合金,研究发现:随着Zn和Zr元素的依次加入,晶粒细化明显,其晶粒尺寸分别从毫米级减小到135μm和40 μm,强度较纯镁(66 MPa)依次提高了 1.5倍、2倍,塑性较纯镁(延伸率:5%)分别提高了 1倍和1.5倍。对其腐蚀行为研究发现:Mg-3Zn-1Zr合金虽然晶粒细化显著,但其耐蚀性能较纯镁和Mg-3Zn合金没有明显改善,依然产生点腐蚀,这与其铸态时组织和成分不均匀有关。建立Mg-3Zn-1 Zr合金的峰值应力模型和动态再结晶模型,运用De form有限元分析软件对镁合金细径管热挤压过程进行对比研究,结果表明:当挤压比从44增加到124时,管材品粒得到细化,10μm以下晶粒占比从4.4%增加到21.4%。随着挤压速度提高,管材的晶粒分布变得均匀,当挤压速度为10 mm/s时,能保证85%的晶粒都分布在11-16 μm之间。当温度从320℃上升到400℃时晶粒长大了一倍,达到19.6 μm。最后利用模拟结果确定了最佳的挤压工艺参数,成功挤压出了内、外表面质量好的纯镁、Mg-3Zn合金和Mg-3Zn-1Zr合金细径管,其外径最大尺寸偏差为1.7%,壁厚最大尺寸偏差为4%。对挤压后管材的力学性能研究发现:纯镁、Mg-3Zn合金和Mg-3Zn-1 Zr合金管材较铸态时的强度分别提高了:1 50%、20%和30%,显微组织也得到了明显细化,其中Mg-3Zn-1Zr合金管材的晶粒更是降到了10 μm以下。并且加工态的管材都表现出良好的塑性。通过大变形的挤压加工,铸态组织和成分的不均匀性明显改善,耐蚀性大幅提高,其腐蚀行为主要为均匀腐蚀。其中Mg-3Zn-1Zr合金耐蚀性最好,按ASTM-G31-72标准计算得到它的腐蚀速率为0.11 mm/y。