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镁锌钙合金由于具有较高的比强度和比刚度,且弹性模量与人体骨骼相近,同时具有良好的生物相容性,是目前医用合金领域的研究热点,但该系列合金的力学性能和耐蚀性还没有达到应用的标准,而据研究合金元素Zr和Nd可以显著改善镁合金的显微组织,提高镁合金的力学性能和耐蚀性。本工作制备了铸态和固溶态Mg-4Zn-0.5Ca-xZr(x=0.2,05,0.8)和Mg-4Zn-0.5Ca-xNd(x=1,2,3)合金,并分别进行了测试分析。通过金相、SEM、EDS和XRD实验,分析了合金元素和固溶处理对显微组织的影响;通过拉伸测试和断口观察,分析了显微组织改变对合金力学性能的影响;通过析氢实验、电化学测试和腐蚀形貌观察,分析了显微组织改变对合金耐蚀性的影响。得出如下主要结论:1)铸态Mg-4Zn-0.5Ca-xZr合金的显微组织由α-Mg、Ca2Mg6Zn3相和Zr单质相组成。随Zr含量的增加,晶粒不断细化,固溶处理后晶粒内部和晶界处大量Ca2Mg6Zn3相溶入基体中,在晶粒内部还出现了少量的椭圆形Mg2Zn3相;随Zr含量的增加,铸态Mg-4Zn-0.5Ca-xZr合金的力学性能不断提高,Zr含量为0.8wt.%时,屈服强度达到最大值126MPa,Zr含量为0.5wt.%时,抗拉强度和延伸率分别达到最大值197MPa和16%,固溶处理后各项力学性能指标进一步提高,当Zr含量为0.5wt.%时,屈服强度和抗拉强度分别达到最大值146MPa和243MPa,当Zr含量为0.2wt.%时,延伸率达到最大值18.1%;随Zr含量的增加,铸态Mg-4Zn-0.5Ca-xZr合金的耐蚀性也显著提高,当Zr含量达到0.5wt.%时,具有最佳耐蚀性能,析氢速率和腐蚀电流密度分别达到最小值0.0177ml/cm2·h和6.18μA·cm-2,腐蚀电位达到最大值-1.51V,固溶处理后,耐蚀性进一步提高,当Zr含量为0.5wt.%时,析氢速率和腐蚀电流密度分别达到最小值0.0166ml/cm2·h和5.164μA·cm-2,腐蚀电位增大到最大值-1.492V。2)铸态Mg-4Zn-0.5Ca-xNd合金的显微组织由α-Mg、Ca2Mg6Zn3相、Mg2Zn3相和Mg12Nd相组成,随Nd含量的增加,晶粒不断细化,出现很多细小的枝晶,整体形态由枝晶向等轴晶转变,固溶处理后晶粒内部和晶界上部分Ca2Mg6Zn3相和Mg2Zn3相溶入基体,晶界变的不连续,枝晶消失;随Nd含量的提高,铸态Mg-4Zn-0.5Ca-xNd合金的力学性能不断提高,当Nd含量达到2wt.%时,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到最大值110MPa、192MPa和14.4%,固溶处理后力学性能进一步提高,当Nd含量达到2wt.%时,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到最大值135MPa、227MPa和16.9%;随Nd含量的提高,铸态Mg-4Zn-0.5Ca-xNd合金的耐蚀性也显著提高,当Nd含量达到2wt.%时,析氢速率和腐蚀电流密度分别达到最小值0.0261ml/cm2·h和12.22μA·cm-2,腐蚀电位达到最大值-1.462V,具有最佳耐蚀性能,固溶处理后,耐蚀性进一步提高,当Nd含量达到2wt.%时,析氢速率和腐蚀电流密度分别达到最小值0.0155ml/cm2·h和10.42μA·cm-2,腐蚀电位增大到最大值-1.338V。