镁合金由于其低密度、高比强度以及储量丰富的特性在航天、汽车工业、电子产品等领域得到了非常广泛的应用。然而在这些领域中,镁合金零部件会在空气或腐蚀环境中经受循环载荷,从而造成疲劳失效。因此,了解镁合金的疲劳性能十分必要。但是,由于镁合金耐磨性差、抗腐蚀性能差,而疲劳和腐蚀通常都是从试样的表面开始的,因此人们通过表面纳米化处理,增强镁合金表面性能,从而提升镁合金的各方面性能。本文使用表面机械研磨处理(SMAT)对AZ31b镁合金试样进行了表面纳米化处理,采用两种规格的处理方式,即2 mm小球SMAT处理(2 mm-SMAT)以及3 mm小球SMAT处理(3 mm-SMAT)。并对普通试样以及SMAT处理试样进行了不同应变率下空气中的疲劳实验以及3%NaCl腐蚀液中的腐蚀疲劳实验,结果表明:经过SMAT处理,在AZ31b镁合金试样表面产生了纳米梯度层;SMAT处理之后的试样抗拉强度和屈服强度增大,而延伸率则下降;SMAT处理之后的AZ31b镁合金试样疲劳寿命有显著提升,且3 mm-SMAT处理的试样比2 mmSMAT处理试样的疲劳寿命更长。SMAT处理延长试样疲劳寿命主要是由于表面压缩应力和在试样表面形成的纳米层阻碍了疲劳裂纹的萌生;对于普通试样和SMAT处理的AZ31b镁合金试样,都表现出了疲劳寿命随着应变率增加而增长的现象。这种现象主要是由于高应变率提高了孪生的活跃度,限制了位错滑移,从而阻碍了试样疲劳裂纹的萌生,延长了试样的疲劳寿命。在析氢实验和电化学实验中,SMAT处理之后的试样抗腐蚀性能变差,主要是由于其表面粗糙度变大,以及SMAT在试样亚表面引入的晶粒缺陷,导致SMAT加速了AZ31b试样的腐蚀速率;在应力控制的空气环境疲劳实验中,SMAT处理之后的试样疲劳性能大幅度提升,且3 mm-SMAT试样相对2 mm-SMAT试样疲劳性能更强;各种试样在3%NaCl腐蚀液中疲劳寿命都有显著下降,但由于SMAT处理在试样亚表面引入的残余压缩应力阻碍了裂纹的萌生和扩展,导致SMAT处理增强了AZ31b试样的腐蚀疲劳性能,且3 mm-SMAT试样的腐蚀疲劳性能相对2 mm-SMAT试样在应力幅大于80 MPa时更强。