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. 2023 Aug 26;31:333–354. doi: 10.1016/j.bioactmat.2023.07.024

Table 1.

The mechanical and degradation properties of Fe-based materials.

Ref. Sample Mechanical properties
Degradation properties
Ultimate tensile stress/MPa Tensile yield stress/MPa Compressive yield stress/MPa Ecorr/V Jcorr/μA cm−2 CRa/mm year−1 CRb (immersion time)/g m−2 d−1
Porous Fe
[39] Dense Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.545 vs. SCE 11.53 0.13 N.A.
Random Porous Fe (16.83 % porosity) N.A. N.A. N.A. −0.609 vs. SCE 42.96 0.50 N.A.
Random Porous Fe (29.80 % porosity) N.A. N.A. N.A. −0.694 vs. SCE 65.51 0.76 N.A.
Random Porous Fe (39.60 % porosity) N.A. N.A. N.A. −0.738 vs. SCE 83.97 0.98 N.A.
Topological ordered porous Fe (1 mm strut size, 45.63 % porosity) N.A. N.A. N.A. −0.760 vs. SCE 193.34 2.25 N.A.
Topological ordered porous Fe (1.25 mm strut size, 59.99 % porosity) N.A. N.A. N.A. −0.691 vs. SCE 115.87 1.35 N.A.
Topological ordered porous Fe (1.5 mm strut size, 80.97 % porosity) N.A. N.A. N.A. −0.669 vs. SCE 73.34 0.85 N.A.
[46] Porous Fe N.A. 7.2 (day 1)
9.4 (day 28)
96 (day 1)
19 (day 28)
−0.781 vs. Ag/AgCl (day 1)
−0.676 vs. Ag/AgCl (day 28)
8.0 (day 1)
3.5 (day 28)
0.09 (day 1)
0.04 (day 28)
2.8 (day 1)
1.1 (day 28)
[40] Cold-rolled Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. N.A. 8.6 (day 1) 0.10 (day 1) N.A.
Porous Fe N.A. 27.8 (day 1)
22.4 (day 28)
N.A. N.A. 102.8 (day 1) 1.18 (day 1) N.A.
Fine-grain Fe
[35] Pure Fe, annealed at 550 °C (reference sample) 205 140 N.A. −0.732 vs. SCE 14 0.16 N.A.
E-Fe, annealed at 550 °C 292 270 N.A. −0.776 vs. SCE 44.3 0.51 N.A.
E-Fe 423 360 N.A. −0.824 vs. SCE 73.4 0.85 N.A.
[58] Annealed Fe at 1100 °C 274 104 N.A. Between −0.55 and −0.6 V vs. SCE N.A. 0.099c 1.2 (day 1)e
1.3 (day 7)e
Annealed Fe at 1200 °C 275 137 N.A. Between −0.55 and −0.6 V vs. SCE N.A. 0.101c 3.0 (day 1)e
2.6 (day 7)e
Annealed Fe at 1300 °C 279 139 N.A. Between −0.55 and −0.6 V vs. SCE N.A. 0.100c 4.5 (day 1)e
2.6 (day 7)e
As-sprayed Fe 84 N.A. N.A. −0.70 vs. SCE N.A. 0.097c 6.5 (day 1)e
3.8 (day 7)e
Alloyed Fe
[61] Fe N.A. N.A. N.A. −0.236 vs. SCE 4.67 N.A. N.A.
Fe87Mg9Zn4 N.A. N.A. N.A. −0.305 vs. SCE 3.97 N.A. N.A.
Fe74Mg19Zn7 N.A. N.A. N.A. −0.773 vs. SCE 7.87 N.A. N.A.
Fe60Mg30Zn10 N.A. N.A. N.A. −0.832 vs. SCE 9.72 N.A. N.A.
[63] Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.594 vs. Ag/AgCl 3.3 0.04 1.296 (day 30)d
Fe65Mn35 N.A. N.A. N.A. −0.747 vs. Ag/AgCl 34.0 0.51 6.695 (day 30)d
Fe65Mn35Ag1 N.A. N.A. N.A. −0.764 vs. Ag/AgCl 57.8 0.96 19.01 (day 30)d
[47] Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.735 vs. SCE N.A. 6.2 ⋅ 10−5 N.A.
Polished Fe–Mn N.A. N.A. N.A. −0.699 vs. SCE N.A. 1.21 ⋅ 10−4 N.A.
Laser-textured Fe–Mn N.A. N.A. N.A. −0.755 vs. SCE N.A. 8.63⋅ 10−4 N.A.
[64] Fe–30Mn (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.725 11.62 0.127 1.08 (day 30)d
Fe–30Mn prepared by continuous laser N.A. N.A. N.A. −0.776 10.85 0.114 1.01 (day 30)d
Fe–30Mn prepared by nanosecond laser N.A. N.A. N.A. −0.596 18.54 0.136 1.27 (day 30)d
Fe–30Mn prepared by femtosecond laser N.A. N.A. N.A. −0.903 69.22 0.179 1.51 (day 30)d
[50] Pure Fe N.A. 148 N.A. −0.324 vs. SCE 0.871 N.A. 0.44 (Static, day 30)e
0.63 (dynamic, day 30)e
Fe–Pd N.A. 445 754 −0.471 vs. SCE 1.550 N.A. 0.74 (Static, day 30)e
1.63 (dynamic, day 30)e
Fe–Pt N.A. 503 785 −0.545 vs. SCE 6.698 N.A. 1.21 (Static, day 30)e
1.88 (dynamic, day 30)e
[48] As-cast pure iron (reference sample) N.A. 140e N.A. −0.727 vs. SCE 3.742 0.043 0.62 (Static, day 30)e
1.40 (dynamic, day 30)e
As-sintered pure ion (reference sample) N.A. 250e N.A. −0.860 vs. SCE 6.018 0.071 0.70(Static, day 30)e
1.59 (dynamic, day 30)e
Fe–2Ag N.A. 210e N.A. −0.841vs. SCE 10.19 0.120 0.72 (Static, day 30)e
1.74 (dynamic, day 30)e
Fe–5Ag N.A. 380e N.A. −0.856 vs. SCE 12.17 0.140 0.90 (Static, day 30)e
2.06 (dynamic, day 30)e
Fe–10 Ag N.A. 200e N.A. −0.891 vs. SCE 15.19 0.175 0.78 (Static, day 30)e
1.87 (dynamic, day 30)e
Fe–2Au N.A. 350e N.A. −0.809 vs. SCE 14.97 0.174 0.73 (Static, day 30)e
1.73 (dynamic, day 30)e
Fe–5Au N.A. 250e N.A. −0.796 vs. SCE 11.50 0.131 0.98 (Static, day 30)e
2.31 (dynamic, day 30)e
Fe–10Au N.A. 350e N.A. −0.779 vs. SCE 8.833 0.098 0.87 (Static, day 30)e
1.72 (dynamic, day 30)e
[60] M-Fe N.A. N.A. N.A. −0.673 vs. SCE 5.84 0.137 2.57d
E-Fe N.A. N.A. N.A. −0.701 vs. SCE 5.93 0.139 3.48d
Fe–Zn (7.2 wt%) N.A. N.A. N.A. −0.798 vs. SCE 9.85 0.231 5.31d
Fe–Zn (4.6 wt%) N.A. N.A. N.A. −0.818 vs. SCE 13.76 0.323 5.77d
Fe–Zn (2.1 wt%) N.A. N.A. N.A. −0.761 vs. SCE 10.15 0.238 4.56d
Fe–Zn (2.3 wt%) N.A. N.A. N.A. −0.857 vs. SCE 7.68 0.180 13.6d
[19] solution- heat- treated low carbon steel (reference sample) 900 700 N.A. N.A. N.A. N.A. 0.86 (day 1)e
0.58 (day 2)e
Fe–10Mn with heat treatments (reference sample) 1300 650 N.A. N.A. N.A. N.A. 3.97 (day 1)e
2.50 (day 2)e
Fe–10Mn–1Pt with heat treatments 1450 850 N.A. N.A. N.A. N.A. 6.68 (day 1)e
9.05 (day 2)e
[66] Fe N.A. N.A. 320 −0.97 vs. SCE 0.58 0.007 N.A.
Fe–30Mn N.A. N.A. 94 −1.11 vs. SCE 0.60 0.007 N.A.
Fe–30Mn–Ag N.A. N.A. 130 −1.10 vs. SCE 0.89 0.012 N.A.
[62] Fe N.A. N.A. N.A. −0.533 vs. SCE 6.21 0.078e 1.84 (day 28)d,e
Fe/0.3CNTs N.A. N.A. N.A. −0.595 vs. SCE 7.28 0.090e 2.05 (day 28)d,e
Fe/0.6CNTs N.A. N.A. N.A. −0.628 vs. SCE 12.83 0.160e 2.27 (day 28)d,e
Fe/0.9CNTs N.A. N.A. N.A. −0.683 vs. SCE 17.55 0.225e 3.20 (day 28)d,e
Fe/1.2CNTs N.A. N.A. N.A. −0.712 vs. SCE 19.95 0.241e 3.30 (day 28)d,e
Ion implanted Fe
[68] Pure Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.582 vs. SCE 2.340 0.027c 0.09 (day 3)e
0.49 (day 15)e
0.48 (day 30)
Zn-implanted Fe N.A. N.A. N.A. −0.901 vs. SCE 8.001 0.098c 0.35 (day 3)e
0.68 (day 15)e
0.60 (day 30)
[49] Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.648 vs. SCE 2.19 N.A. N.A.
Zn–Fe-5 N.A. N.A. N.A. −0.722 vs. SCE 26.07 N.A. N.A.
Zn–Fe-10 N.A. N.A. N.A. −0.727 vs. SCE 21.07 N.A. N.A.
Zn–Fe-40 N.A. N.A. N.A. −0.713 vs. SCE 2.01 N.A. N.A.
[45] Fe (reference sample) 180 (week 0)e
148 (week 12)e
122 (week 40)e
N.A. N.A. −0.728 vs. SCE 4.920 0.057 N.A.
Nano Ta–Fe 176 (week 0)e
170 (week 12)e
177 (week 40)e
N.A. N.A. −0.754 vs. SCE 13.836 0.161 N.A.
Fe with inorganic surface coating
[21] Pure Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.699 vs. SCE 9.642 0.112 1.485 (day 42)
Fe with Pt disc arrays (Φ20 μm × S5 μm) N.A. N.A. N.A. −0.763 vs. SCE 17.698 0.206 3.456 (day 42)
Fe with Pt disc arrays (Φ4 μm × S4 μm) N.A. N.A. N.A. −0.886 vs. SCE 19.754 0.223 3.824 (day 42)
[20] Pure Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.579 vs. SCE 2.461 0.029 0.917 (day 30)
Fe with 200 × 200 μm2 Au disc N.A. N.A. N.A. −0.627 vs. SCE 9.325 0.108 1.184 (day 30)
Fe with 50 × 50 μm2 Au disc N.A. N.A. N.A. −0.575 vs. SCE 12.66 0.147 1.134 (day 30)
Fe with (fully coated) 0 × 0 μm2 Au disc N.A. N.A. N.A. −0.665 vs. SCE 10.71 0.124 1.417 (day 30)
Fe with organic surface coating
[69] Porous Fe (reference sample) N.A. 0.22 0.28 −0.71 vs. Ag/AgCl 2.33 0.11 7.127 (week 4)d
PLGA coated porous Fe N.A. 0.65 0.71 −0.73 vs. Ag/AgCl 5.18 0.42 16.41 (week 4)d
PLGA infiltrated porous Fe N.A. 0.38 0.42 −0.78 vs. Ag/AgCl 9.84 0.72 138.7 (week 4)d
[51] Bare Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.50 vs. SCE (day 0)e
−0.80 vs. SCE (day 5)e
−0.79 vs. SCE (day 10)e
−0.84 vs. SCE (day 28)e
8.2 (day 0)e
3.5 (day 5)e
3.0 (day 10)e
2.5 (day 28)e
N.A. N.A.
PMMA-coated Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.36 vs. SCE (day 0)e
−0.87 vs. SCE (day 5)e
−0.96 vs. SCE (day 10)e
−0.94 vs. SCE (day 28)e
2.1 (day 0)e
1.0 (day 5)e
2.0 (day 10)e
2.7 (day 28)e
N.A. N.A.
PLA-coated Fe (reference sample) N.A. N.A. N.A. −0.51 vs. SCE (day 0)e
−0.93 vs. SCE (day 5)e
−0.94 vs. SCE (day 10)e
−0.98 vs. SCE (day 28)e
8.2 (day 0)e
10.3 (day 5)e
11.0 (day 10)e
14.0 (day 28)e
N.A. N.A.

TS = tensile strength; YS = yield strength; CS = ultimate compressive strength; Ecorr = corrosion potential; Jcorr = corrosion current density; SCE = saturated calomel electrode.

N.A. = not analyzed.

a

Data from electrochemical test

b

Data from immersion test.

c

Data converted from g m−2 day−1 (= 0.0463 mm year−1).

d

Data converted from mm year−1 (= 21.6 g m−2 day−1).

e

Data estimated from figures.