镁合金作为最轻的金属结构材料正广泛运用于实际工程中,对航空航天、交通运输等领域的轻量化、节能减排十分有用。镁合金的焊接质量与交通工具的安全性息息相关,但由于镁合金自身化学性质活泼,在外加应力和腐蚀环境的共同影响之下,镁合金及其接头发生应力腐蚀破坏和腐蚀疲劳破坏的风险大大增加,存在极大安全隐患。因此,通过研究镁合金及其接头的耐腐蚀性能和腐蚀裂纹扩展行为,对其裂纹机理和规律进行分析,对实际工程应用具有重要价值。本文通过对轧制的AZ31镁合金板材进行搅拌摩擦对接焊,得到成型良好的接头,并测试接头的基本力学性能和各区域耐腐蚀性能,证明后退侧较为薄弱。对接头各区域进行慢应变速率拉伸试验,得出接头的应力腐蚀敏感指数(I_SSRT=0.776)大于母材(I_SSRT=0.635),在试样断口侧面发现氢脆裂纹。采用恒载荷方法进行接头各区域在1wt.%Na Cl溶液中的应力腐蚀裂纹扩展试验,试验表明应力腐蚀强度因子门槛值K_ISCC从大到小依次是前进侧热机区(23.240 MPa·m^1/2)、焊核(20.623 MPa·m^1/2)、后退侧热机区(15.605 MPa·m^1/2)、热影响区(13.201 MPa·m^1/2)、母材(12.663 MPa·m^1/2),前进侧热机区抗应力腐蚀开裂性能最好,最不容易发生应力腐蚀开裂,母材最差。应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt由大到小依次是焊核(5.90×10^-3mm/s)、前进侧热机区(2.26×10^-3mm/s)、热影响区(2.21×10^-3mm/s)、后退侧热机区(2.20×10^-3mm/s)、母材(1.98×10^-3mm/s),焊核区域裂纹在稳定扩展阶段扩展得最快,母材扩展得最慢。接头各区域应力腐蚀裂纹以穿晶扩展为主,裂纹扩展均涉及到阳极溶解和氢脆现象。AZ31镁合金α-Mg基体上分布着β-Mg₁₇Al₁₂第二相颗粒,其作为阴极加速了材料的阳极溶解。阴极产生的氢和1 wt.%Na Cl溶液腐蚀介质中的氢扩散进入金属内部引发氢脆现象。母材和热影响区的裂纹尖端附近的粗大晶粒中多见孪晶组织,裂纹总是朝着软取向的组织扩展。接头各区域腐蚀疲劳裂纹扩展试验表明,腐蚀介质的加入将会明显恶化材料的疲劳性能,降低各区域裂纹扩展门槛值,提高裂纹扩展速率。组织粗大的后退侧热机区的腐蚀疲劳裂纹扩展速率最快,组织均匀细小的焊核区域裂纹扩展最慢。裂纹以穿晶扩展为主,涉及阳极溶解和氢脆现象。裂纹尖端在循环载荷作用下开合交替,大大减少与腐蚀介质的接触,此时耐蚀性不占主导因素,各区域的微观组织严重影响着腐蚀疲劳裂纹扩展行为。