第十五届全国表面工程大会

航空装备关键承力构件在服役中因多轴非稳态载荷易产生塑性变形与疲劳损伤，导致非预期断裂事故频发。脉冲电流处理技术通过调控金属微观组织，可逆转材料损伤，具有设备要求低、适用性广的优势，但现有研究对裂纹萌生前微观损伤修复的机制及极限缺乏深入探讨。本研究以AZ91D镁合金为对象，通过预拉伸和循环应力加载构建塑性变形与疲劳损伤模型，探究脉冲电流对损伤的修复效果及机理。针对塑性变形损伤，脉冲电流参数（电流密度、持续时间、频率）显著影响性能恢复。当电流密度升至120 A/mm²、持续3 min、频率800 Hz时，材料回复率与延伸率增长率达峰值。多周期“损伤-恢复”循环处理后，试样延伸率较原始状态提升122.65%，断口形貌由脆-韧混合型转为韧性断裂。EBSD分析表明，脉冲电流通过降低位错密度、优化晶界分布，实现微观结构重构与力学性能协同恢复。对于疲劳损伤，脉冲电流可显著恢复低损伤状态下的疲劳寿命，总寿命最大提升78.52%，剩余寿命提升198.50%。多级协同处理进一步将总寿命提升130.43%，断口形貌向韧-脆混合型转变。位错湮灭与晶格畸变消除是微观修复的关键机制。本研究通过多尺度表征手段揭示了脉冲电流恢复材料服役性能的作用机理，为拓展脉冲电流技术在镁合金损伤再制造领域的应用提供理论支撑。

脉冲电流处理，塑性变形损伤，疲劳损伤，性能修复