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镁合金以其良好的生物相容性和可降解性等独特的优势越来越受到世界范围内生物材料工作者的重视,并进行了大量的研究,医用镁合金展现出了广阔的应用前景。本研究选择了具有良好生物特性的Zn、Mn和 Ca作为合金元素,在气氛保护的条件下制备12组镁合金,并使用正挤压对镁合金进行改性。对铸态和挤压态合金的显微组织进行了研究,并分别测试了铸态和挤压态合金的力学性能。得到的主要结论有: (1)2号合金Mg-1.0Zn-1.0Mn和4号合金Mg-2.5Zn-0.8Mn,其相组成为α-Mg+Mg7Zn3+α-Mn。1号合金Mg-0.5Zn-1.0Mn-0.6Ca、7号合金Mg-0.5Zn-0.4Mn-0.8Ca和9号合金Mg-2.0Zn-0.2Mn-1.0Ca的相组成为α-Mg+Ca2Mg6Zn3+Mg2Ca。3号合金Mg-2.0Zn-0.8Mn-0.6Ca、5号合金Mg-3.0Zn-0.6Mn-0.8Ca、6号合金Mg-4.0Zn-0.6Mn-0.2Ca、8号合金Mg-1.0Zn-0.4Mn-0.2Ca、10号合金Mg-2.5Zn-0.2Mn-0.4Ca、11号合金Mg-3.0Zn-1.0Ca和12号合金Mg-4.0Zn-0.4Ca的相组成为α-Mg+Ca2Mg6Zn3。Ca在1、7和9号铸态合金中对晶粒的细化作用强于Zn对晶粒的细化作用,其余组铸态合金中Zn比Ca的晶粒细化作用强。挤压态镁合金中的1、2、4、5、7和8号合金发生了不完全动态再结晶,微观组织是由等轴晶和被拉长的晶粒构成的。其余组合金发生了完全的动态再结晶,其微观组织为细小的等轴晶。 (2)通过单指标方差分析,可以知道铸态镁合金的维氏硬度的压痕位置因素对维氏硬度的影响不显著,每一组合金的维氏硬度值均具有可加性。经过挤压变形处理之后,合金的维氏硬度均有不同程度的升高,并且铸态和挤压态镁合金的维氏硬度所表现的趋势几乎一致,都是同时增大或者同时减小。抗拉强度与伸长率、屈服强度和伸长率、抗压强度和压缩率则均表现出反比例增长的基本趋势。12组挤压态镁合金的断口形貌同时表现出了脆性断裂和韧性断裂两种断裂特征,属于混合断裂机制。 (3)合金元素通过细晶强化、固溶强化和第二相强化等强韧化机制,来提升铸态镁合金的维氏硬度。Zn、Mn和Ca三个合金元素对铸态镁合金的维氏硬度和挤压态镁合金的综合力学性能的影响均是随着合金元素含量的不断升高,其性能不断提升,但提升的幅度有所不同。 (4)根据12组镁合金的相组成,分别建立了合金元素对铸态合金的维氏硬度、挤压态合金的综合力学性能、铸态和挤压态合金综合性能的回归模型,并利用规划求解,获得了各自回归模型取最佳性能时的合金成分及性能。