生物医用镁合金以其良好的力学相容性、生物相容性以及生物可降解性受到了医学材料领域的广泛关注,但是镁合金存在的植入器件精确成形困难、体内降解速率过快、力学强度不够等难题却使其在生物医用领域的应用受到了限制。因此,提高和改善生物医用镁合金力学性能、耐蚀性能已然成为科学家们研究热点之一。针对这一问题,本文以Mg-6Sc-3Yb-1Mn-0.5Zr成分的稀土镁合金为研究对象,运用金属模浇注、均匀化热处理、正挤压+ECAP复合变形、轧制变形以及轧制后退火处理等工艺,制备了不同状态的稀土镁合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、万能拉伸试验机、电化学工作站等手段,研究分析了不同处理工艺对生物医用镁合金组织和性能的影响;同时,运用背散射电子衍射技术(EBSD)分析了正挤压+ECAP复合变形对合金晶粒取向和织构变化的影响。探讨了提升和改善生物医用镁合金材料延展性和耐蚀性的思路、方法。通过一系列研究,取得了如下结论:1.均匀热处理后铸态镁合金韧性明显增强,但强度和耐蚀性能有所下降。具体表现为,一是韧性大幅增强,屈服强度有所下降。热处理后镁合金延伸率达到了28%,相较于铸态镁合金,提高了15个百分点,但屈服强度和抗拉强度下降到69 MPa和151 MPa,分别下降了32%和2%;二是耐蚀性能有所下降,热处理后,腐蚀电流密度由0.463 mA/cm~2上升到0.866 mA/cm~2。2.正挤压+ECAP复合变形处理明显改善了镁合金的力学性能和耐蚀性能。正挤压+ECAP复合变形处理后,镁合金微观结构更加均匀细小,强度明显提高,耐蚀性增强。镁合金平均晶粒尺寸分别由50μm减小到3μm左右;镁合金屈服强度和抗拉强度平均上升至200 MPa和280 MPa左右,比均匀态镁合金平均提升了208%和88.5%,但延伸率降低至15%左右;同时腐蚀电流密度平均下降了38%。其中,正挤+375℃ECAP复合变形处理的镁合金,力学性能与耐蚀性能最好,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到250 MPa、307 MPa和14.6%。3.ECAP变形处理后,晶粒取向和织构也发生明显变化。EBSD实验结果显示,ECAP变形后,大部分晶粒取向变为101?0方向和21?1?1方向;镁合金织构组分由*0001+101?0丝织构和*101?0+0002织构变为*0001+101?0丝织构和*0001+21?1?1稀土丝织构,其中*0001+101?0丝织构强度明显降低,因此ECAP变形不仅改变了织构组分,而且显著弱化了丝织构。4.不同温度的轧制处理对镁合金强度和耐蚀性能影响明显。一是轧制处理明显提高了镁合金强度和耐蚀性能,但镁合金延伸率降低。轧制后,镁合金屈服强度和抗拉强度平均提升了183%和55%,延伸率平均降低了82%,腐蚀电流密度平均降低了34%;二是随着轧制温度的提高,镁合金强度上升,耐蚀性下降,延伸率几乎不变。实验结果显示,450℃轧制后,镁合金强度最高,屈服强度和抗拉强度达到218 MPa、250 MPa,分别比均匀态镁合金提高216%、66%。而350℃轧制后,镁合金耐蚀性最好,腐蚀速率为1.98 mm/a。综上所述,提高轧制温度可以增强镁合金强度,但降低了镁合金耐蚀性。5.不同温度的退火处理对镁合金强度和耐蚀性能影响明显。研究表明,随着退火温度升高,镁合金强度下降,镁合金韧性增强,耐蚀性先下降后升高。在250℃、300℃、350℃各1 h退火处理中,250℃1 h处理后,镁合金强度最高,屈服强度和抗拉强度为229 MPa、280 MPa,分别比轧制态镁合金提高15.6%、18.1%;350℃1 h退火处理后,镁合金韧性和腐蚀性最好,延伸率为12%,比轧制态镁合金提高了5.5个百分点,而腐蚀速率为1.26 mm/a。综上所述,适宜温度的退火处理可以同时提升力学性能和耐蚀性能,但过高的退火温度反而降低力学性能。