应力腐蚀和腐蚀疲劳是金属材料重要的两种动态力学性能，也是构件工程失效的两种重要形式。镁合金作为继钢铁和铝合金之后第三大绿色工程应用材料，要真正实现“3C、汽车、航空航天等领域”的广泛应用，对其动态力学性能进行研究是非常必要的。镁合金虽然具有密度小、比强度和比刚度高、易于切削加工和回收利用等一系列优点，但是金属镁化学性质活泼，耐蚀性很差。镁合金构件在实际使用过程中，不仅承受各种动载荷，还受到服役环境的影响。因此，模拟其在不同介质中的动态力学性能对扩展镁合金应用范围具有重要的意义。本文以AZ31变形镁合金为研究对象，以四种常见介质：空气、3.5wt.%NaCl溶液、3.5wt.%Na2SO4溶液和齿轮油为试验环境，系统开展了AZ31镁合金在不同环境下的应力腐蚀和腐蚀疲劳行为研究。并采用微弧氧化、有机涂层等方法对AZ31镁合金进行表面防护，研究各涂层在不同环境下的动态防护机理。利用金相显微镜、SEM、EDS、TEM、XRD和电化学测试等方法，观察分析镁合金及各涂层形貌和物相组成，及环境和应力耦合作用下的腐蚀特征与断口形貌；详细探讨了不同腐蚀环境中，微弧氧化和有机涂层对AZ31镁合金应力腐蚀敏感性、腐蚀疲劳极限、裂纹萌生和扩展机制的影响；阐述了AZ31镁合金、微弧氧化和有机涂层与周围腐蚀环境间的腐蚀行为及作用机理。本文以循环次数达到1.0E+7次时，试样所承受的疲劳载荷为疲劳极限。研究表明，AZ31镁合金的应力腐蚀和腐蚀疲劳性能在空气、（齿轮油）、Na2SO4和NaCl溶液中依次降低，这一定程度上说明镁合金动态力学性能与其腐蚀离子选择性紧密相关。微弧氧化处理后，试样在腐蚀介质中的应力腐蚀性能稍有改善，但在空气中的应力腐蚀开裂敏感性反而增大，四种环境下的腐蚀疲劳性能也均恶化。而微弧氧化及封孔处理后试样在NaCl和Na2SO4溶液中的耐蚀性明显提高。这表明AZ31镁合金的动态力学性能与其本身的电化学性能并不总是线性相关的。相比之下，环氧涂层处理后，试样在四种环境中的腐蚀疲劳性能显著提高，甚至高于基体材料在空气中的疲劳性能。从腐蚀角度分析，腐蚀特征对裂纹萌生有重要影响，与试样表面特征、受力状态及周围腐蚀环境等密切相关。（1）AZ31镁合金在空气和齿轮油中几乎不发生腐蚀，在NaCl溶液中发生点蚀，与受力状态无关；但在Na2SO4溶液中腐蚀特征随着受力状态的不同发生改变：在慢拉伸试验中，试样表面出现平行于受力方向条状腐蚀特征，而在高频疲劳交变载荷作用下，试样表面腐蚀特征不明显。腐蚀加快裂纹的萌生和扩展过程，是材料动态力学性能下降的重要原因。（2）微弧氧化及封孔处理后，疲劳试样表面在Na2SO4溶液和齿轮油中呈现一些弯曲的“小割痕”腐蚀特征。在一定应力作用下，固有缺陷微弧氧化孔很容易被撕裂拉开。但疲劳载荷是交变往复的，不像慢拉伸应力单向递增，试样不会由小孔处直接线性拉断，而是需要经过一定损伤累积过程。（3）环氧涂层处理后，试样在Na2SO4溶液和齿轮油中只在表面出现一些吸附物，无明显破坏性腐蚀缺陷。但在NaCl溶液中，环氧涂层试样表面出现大量圆圈状特征，呈晶粒分布状。而这些圆圈又是由一层层小针孔围绕而成，这些小针孔非常细小、分布均匀，向涂层深度方向扩展，表面未发生聚合长大现象，属于均匀腐蚀，危害性远小于点蚀，是疲劳性能改善的重要原因。从断口形貌分析，（1）AZ31镁合金应力腐蚀断口表面凹凸不平，存在多处裂纹萌生源，在空气中还出现少量韧窝特征。而疲劳断口表面工整，包含了疲劳裂纹萌生、扩展和瞬断三个典型区域。且疲劳裂纹萌生源单一，可观察到疲劳辉纹现象，断口表面均不存在韧窝。TEM观察分析表明，在外加载荷作用下，镁合金内部以位错和滑移变形方式为主。疲劳试验后试样内部位错密度高于试验前。腐蚀环境并不改变镁合金变形方式，裂纹尖端腐蚀液加速裂纹扩展，直至试样断裂失效。除了空气中的应力腐蚀断口可以归为混合断口，NaCl和Na2SO4溶液中的应力腐蚀和四种环境下的疲劳断口均呈现解理断裂特征。这主要是由于腐蚀环境和高频疲劳交变载荷加速了萌生裂纹、扩展和试样断裂过程，使材料脆化，韧窝特征来不及显现。（2）微弧氧化孔的存在是周围腐蚀环境渗入基体的重要通道，很容易产生应力集中，引发应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳裂纹萌生。（3）虽然环氧涂层的施加并不改试样的解理断裂机制，但经处理后试样疲劳裂纹总是优先萌生于涂层气孔缺陷处。腐蚀疲劳试验过程中涂层与基体间应变相互协调匹配能力是决定疲劳裂纹萌生位置的关键。