镁及镁合金储量大、应用广泛,但强度低、耐蚀性差是制约其发展的主要原因。高压扭转技术(high-pressure torsion, HPT)细化晶粒效果显著,可提高合金力学性能并改善其耐腐蚀性能,故成为拓展镁合金应用的有效手段之一。本文选用三种不同系列镁合金：Mg-8Gd-3Y-0.4Zr(GW83K)、Mg-1Zn-0.13Ca和AZ91,分别在室温下进行高压扭转加工,以研究HPT对镁合金组织及耐腐蚀性能的影响。通过OM、 XRD SEM及显微硬度测试等方法分析了HPT前后镁合金微观组织的变化,并结合宏观电化学测试(开路电位测试OCP、动极化曲线测试PDP、交流阻抗谱EIS)和微区电化学测试(局部交流阻抗谱LEIS、扫描开尔文探针SKP)系统分析HPT前后镁合金在溶液中的腐蚀行为。对GW83K合金的研究表明,经5圈HPT后,GW83K合金晶粒中出现大量孪晶和位错,在空气中伏打电位降低约20mV。在3.5wt.%NaCl溶液中浸泡约1h后开路电位稳定,但稳定值较负,腐蚀电流密度较大,电化学阻抗较小且随浸泡时间延长而减少,其耐蚀性不及未HPT加工的初始态合金。在0.1M NaOH溶液中,浸泡初期初始态和HPT态合金开路电位较接近,交流阻抗相差不大,浸泡6h后初始固溶态的电化学阻抗容抗弧直径则明显大于HPT态样品。极化曲线显示HPT态合金在碱性溶液中的维钝区间减小,维钝电流密度增大,初次击穿电压负移。Mg-1%Zn-0.13%Ca合金经5圈HPT后分别在200℃和350℃下退火,分析此3种状态合金发现：HPT细化晶粒效果显著,退火后硬度降低,晶粒尺寸变大,伏打电位也随之升高。在37℃下Hank’s溶液中浸泡0.5h后,HPT态样品开路电位略正,交流阻抗较大,腐蚀电流密度较小,表明HPT态样品耐蚀性较退火态好。随着浸泡时间的延长,3种样品的交流阻抗均呈先减小后增大的趋势,表面电位差变大、电位正移,主要是由于表面钙磷盐的增加及覆盖对基体起到一定的保护作用。AZ91经过6圈HPT后样品硬度升高,晶粒细化明显,β相网状结构被破坏,空气中伏打电位降低。在3.5wt.%NaCl溶液中浸泡初期(0.5h),HPT态样品具有比铸态较正的开路电位以及较短的稳定时间,电荷转移阻抗较大；极化曲线显示,HPT态样品腐蚀电位较正,腐蚀电流密度小,表明其具有较好的耐蚀性。在溶液浸泡过程中,铸态样品的交流阻抗与局部交流阻抗均呈先减小后增大再减小的趋势；浸泡24h后,样品表面电位不均匀、电位差变大；LEIS结果表明铸态样品由均匀腐蚀转变为局部腐蚀,而HPT态样品由局部腐蚀转变为严重的均匀腐蚀,但浸泡初期受Cl-攻击的敏感性降低；从腐蚀形貌上看,HPT态样品中心与边缘区域差异明显,腐蚀类型为局部腐蚀,而原始态表面较为均匀。HPT加工对镁合金耐腐蚀性能的影响依赖于四点：HPT细化晶粒后有助于镁合金表面保护膜的快速形成,降低材料的腐蚀敏感性,使材料在浸泡初始阶段的耐蚀性有所提高；然而保护膜依然不能有效保护基体,HPT引入的高能晶体缺陷使镁基体更活泼(溶解加速)。二者为竞争机制,若前者为主导,则材料的耐蚀性提高；反之,则降低。其次,第二相的细化及分布也是影响镁合金耐蚀性能的又一重要因素；再者,组织结构的不均匀导致材料发生微电偶腐蚀,加速局部破坏,这是利用HPT加工的又一风险。