镁合金广泛应用于航空航天等领域,在服役中不可避免受到高速撞击,因此高速撞击条件下宏/微观损伤行为的研究对该类材料选用、结构设计和抗撞击性能评估均有重要意义。在此背景下,本研究综合应用计算机仿真和试验分析方法对AZ31B和AM60B镁合金的宏微观损伤特征进行了系统表征,在此基础上基于弹坑邻近区域内组织演化与撞击成坑过程位置/时序对应性对宏微观损伤的规律和机理进行了分析,阐明了相应的组织演化与损伤规律,为镁合金及其构件的性能评估提供理论指导和试验依据。分别通过试验观察和Ansys/Autodyn模拟揭示了GCr15钢弹丸撞击AZ31B和AM60B镁合金靶材时弹坑形貌及弹坑参数随撞击速度变化的规律,基于过程仿真获得了典型时刻应力、应变和温度参数。研究表明,高速撞击下形成的是柱状弹坑,弹坑深度随撞击速度的提高显著增大,弹坑直径增加较小。弹坑顶部直径大于弹坑底部,这种差异随撞击速度提高而增强。弹坑深度和弹坑直径均与弹丸动能成线性关系。远离弹坑,应变、应变速率和温度先急剧下降,而后缓慢降低;应力先升高后降低。0°、45°和90°三个方向,应变速率和温度依次升高,应力依次降低。45°方向应变最大,0°方向最小。应力、应变、应变速率等随撞击速度提高而增大。组织分析表明,AZ31B镁合金在弹坑附近变形组织依次为再结晶晶粒区→绝热剪切带和高密度孪晶混合区→高密度孪晶区→低密度孪晶区;AM60B弹坑附近变形组织分布与AZ31B分布类似,但未见再结晶晶粒区。撞击速度提高时,弹坑附近变形组织分布区域先减小后增大,孪晶密度逐渐降低、绝热剪切带的密度先降低后升高。试验和计算均表明,在高速撞击过程中,弹坑底部形成的变形组织由于弹丸侵彻转变为弹坑底部45°位置变形组织、最终转变为弹坑侧壁变形组织,导致弹坑侧壁的绝热剪切带密度最大,相邻绝热剪切带之间的距离最小;弹坑底部区域塑性变形范围最大。弹坑附近塑性变形局域化程度随撞击速度提高而加剧。在高速撞击条件下,两种靶板都主要是孪晶协调塑性变形。其中AZ31B镁合金中是{10（?）2}拉伸孪晶协调塑性变形并逐渐消耗整个晶粒,使晶粒旋转86°;晶粒取向改变后仍然是{10（?）2}拉伸孪晶协调塑性变形。随撞击速度提高,协调塑性变形的孪晶类型不变,但变形区域增大、变形局域化程度加剧。AM60B镁合金在高速撞击过程中孪晶界发生剧烈的剪切变形,形成拉长的变形晶粒,随着塑性变形的继续,剪切变形沿着孪晶宽度方向扩展,消耗掉整个孪晶,使整个孪晶内都形成再结晶晶粒。在AZ31B镁合金中,弹坑附近高密度孪晶相互切割碎化晶粒、从而诱发再结晶过程;后续塑性变形和温升使晶粒取向差角增大,形成再结晶晶粒。撞击速度提高再结晶晶粒区宽度增大,再结晶晶粒尺寸变化不大。AM60B镁合金在坑壁附近没有形成连续的再结晶晶粒区。绝热剪切带先在弹坑底部形成,距离弹坑坑壁最远的绝热剪切带与撞击方向的夹角大约为60°,在靠近弹坑处,绝热剪切带与撞击方向的夹角先增大到90°后逐渐减小。继续撞击,弹坑底部的绝热剪切带依次转变到弹坑底部45°位置和侧壁位置,绝热剪切带与撞击方向的夹角减小,绝热剪切带之间的距离减小。撞击速度提高,绝热剪切带长度增大,但数量密度先增多后减少。弹坑底部,撞击速度提高绝热剪切带长度增大,数量密度增大。撞击速度较高时,弹坑周围的裂纹释放了大量的塑性变形,导致弹坑附近塑性变形局域化减弱,绝热剪切带数量密度降低。两种镁合金在弹坑附近绝热剪切带内微观组织主要是再结晶晶粒。在撞击之后的长时间放置过程中,AM60B镁合金绝热剪切带内再结晶晶界处有Mg17Al12析出。分析表明,撞击过程中绝热剪切带内首先形成亚晶,之后部分亚晶逐渐转变为再结晶晶粒;绝热剪切过程强烈时,整个绝热剪切带内均形成再结晶晶粒,再结晶晶粒尺寸变大。绝热剪切带内存在非均匀塑性变形组织,椭圆形无析出区、沟槽、无析出带等,说明在绝热剪切过程中存在非均匀塑性变形现象。其中AM60B中出现的无析出带和AZ31B镁合金在1648 m/s撞击速度绝热剪切带中心区域析出相溶解说明绝热剪切带内中心区域比边界区域塑性变形更剧烈。