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在日趋严峻的能源与环境问题的大背景下,铝合金作为一种轻量化材料快速地进入了航空、汽车、交通运输、建筑、机械制造等各个领域;但是在上述领域的连接结构中微动疲劳广泛存在且微动疲劳对铝合金材料的敏感性大,势必大大降低铝合金构件的服役寿命。为此,近年来国内外研究学者尝试使用各种技术来提升材料的抗微动疲劳能力。剧烈塑性变形技术是一种通过晶粒细化方式制备超细晶的方法,能显著提高材料的强度和硬度,已经在提升材料普通疲劳寿命领域展现出巨大的潜力。为充分利用超细晶铝合金材料高强高耐磨的优点,开展超细晶铝合金的微动疲劳研究以推动其在微动疲劳领域的应用就显得十分迫切,这不仅可以了解超细晶铝合金的抗微动疲劳能力与微动疲劳失效机理,也可以为超细晶材料的工程应用找到一条可突破的途径。因此本文以多向锻造的剧烈塑性变形技术制备的超细晶6061铝合金为研究对象;首先开展以应力控制的拉-压微动疲劳试验;然后采用扫描电子显微镜、EDS能谱仪、超景深三维显微系统、表面粗糙度测量仪等分析设备;最后对超细晶6061铝合金的拉-压微动疲劳行为及机理展开研究。具体的研究内容与结论包括以下几个方面:（1）通过多向锻造技术制备超细晶6061铝合金,并基于拉-压疲劳试验机自主设计一套面接触微动疲劳装置以开展微动疲劳试验;通过粗晶与超细晶6061铝合金微动疲劳寿命的对比研究,超细晶6061铝合金即使是在应力幅值为280MPa的疲劳载荷下都较粗晶在应力幅值为200MPa的疲劳载荷下的寿命要高;在相同增长趋势的法向接触应力作用下上述工况的超细晶6061铝合金的疲劳寿命下降幅度为42%,也相较于粗晶的疲劳寿命下降幅度56%小;同时,粗晶与超细晶6061铝合金的微动疲劳寿命均出现先降低后到达法向接触应力阈值之后再缓慢升高的现象,超细晶6061铝合金的法向接触应力阈值为60MP,而粗晶的阈值为40MPa,这说明超细晶6061铝合金具有较强的法向接触应力承受能力。基于上述结果,超细晶6061铝合金具有较好的抗微动疲劳能力。（2）通过观察微动疲劳裂纹和断口形貌,并借助于超景深三维显微镜与表面粗糙度仪定义与测量裂纹扩展角度与疲劳源区深度,以及通过分析断口中氧含量峰值与接触表面的距离来探索微动疲劳裂纹扩展规律。超细晶6061铝合金的微动疲劳裂纹会沿着一定角度（即与轴向应力方向的夹角）进行扩展,且随法向接触应力的增大,裂纹扩展角度由90°降低到34.1°;微动疲劳源区的深度随法向接触应力的增大逐渐加深,且沿着微动疲劳裂纹扩展方向氧含量的峰值距接触面更远,而裂纹扩展区与瞬断区的形貌变化不明显。该现象说明:法向接触应力的变化对微动疲劳裂纹的萌生有显著的影响,但对微动疲劳裂纹的扩展几乎没有贡献。（3）引入损伤区宽度、磨痕深度及元素含量对微动疲劳损伤区形貌、磨损情况与化学状态变化进行定量化分析。研究发现,微动疲劳损伤机制主要有疲劳、粘着磨损和氧化物（如Al2O3）的磨料磨损,且微动损伤区粘着磨损与氧化物的磨料磨损程度均随着法向接触应力的增大而增加;在不同的法向接触应力下,微动损伤区形貌在轴向方向上均呈现非对称分布,且加载端损伤情况较固定端更严重;其具体表现为加载端磨痕深度与氧含量均大于固定端,该现象归因于微动损伤区靠加载端位置相对滑移幅值较大,磨损相对严重。