镁合金作为一种轻质工程金属材料,具有密度小、比强度高、电子屏蔽性好等优点,在汽车、航空航天和国防等领域具有重要的应用价值和广泛的应用前景。但由于镁合金还具有耐磨性差、弹性模量较小及化学性质极其活泼等特点,从而导致镁合金零部件在服役期间容易产生严重的表面损伤,同时在潮湿环境下易发生严重腐蚀,造成零部件服役寿命的降低。在进行镁合金零部件堆焊修复时,熔覆层易产生晶粒粗大、气孔和微裂纹等问题,从而损害堆焊修复层的使用性能。本文通过对AZ91镁合金CMT堆焊熔覆层进行搅拌摩擦处理以细化其晶粒并改变第二相分布形态,从而实现熔覆层力学性能及耐蚀性能的改善,研究对于进一步提高镁合金电弧熔覆再制造构件的性能具有重要的理论意义和实际工程价值。首先,通过对搅拌摩擦处理后AZ91镁合金CMT熔覆层加工区域的宏观成形进行分析,确定搅拌摩擦处理的工艺参数范围;在对搅拌摩擦处理前后熔覆层微观组织测试分析的基础上,阐释搅拌摩擦处理工艺对熔覆层微观组织的作用机理;重点研究搅拌摩擦处理时旋转速度和行进速度对熔覆层微观组织和力学性能的影响规律。其次,针对综合力学性能最佳的搅拌摩擦处理熔覆层,研究搅拌摩擦处理前后熔覆层的腐蚀行为变化,分析搅拌摩擦处理所带来的熔覆层微观组织改变对其耐蚀性的影响机理。最后,开展熔覆层大面积多道次搅拌摩擦处理探索研究,探究多道次搅拌摩擦处理时搭接率对熔覆层组织与性能的影响规律。研究结果表明:在搅拌摩擦处理AZ91镁合金CMT堆焊熔覆层时,搅拌头的高速旋转使得加工区域温度急剧升高并发生严重的塑性变形,促使搅拌区材料发生动态再结晶,从而使得该区域内的晶粒显著细化;同时,分布在晶界处的长条状β-Mg17Al12相被充分搅碎后弥散分布于α-Mg基体内。行进速度保持不变时,搅拌区的平均晶粒尺寸随着转速的增加而增大;转速保持不变时,该区域的平均晶粒尺寸随着行进速度的增加呈现先减小后增大的趋势。与未处理熔覆层相比,绝大多数搅拌区的显微硬度得到显著提高,搅拌摩擦处理后熔覆层的抗拉强度和延展性也得到较大提高;由于晶粒细化和第二相弥散分布,搅拌摩擦处理后的熔覆层在腐蚀介质中的溶解速率显著降低,其耐蚀性得到显著改善。在熔覆层大面积多道次搅拌摩擦处理时,随着搭接率的增加,加工区域面积逐渐减小,搅拌区的平均晶粒尺寸则逐渐增大;当搭接率为0.5时,加工区域的微观组织相对均匀,从而使得处理后熔覆层的综合力学性能相对较好。