表面预处理方法对金属原位SEM疲劳损伤行为识别的影响机制研究

（编辑推荐）本研究通过对比机械抛光（Type-A）、化学蚀刻（Type-B）及电化学处理（Type-C/D）四种表面预处理方法，系统揭示了其对AM50镁合金和Inconel 617合金疲劳小裂纹（FSC）萌生与扩展行为的影响，首次明确Type-C预处理导致的氢脆现象，为材料损伤容限设计（damage-tolerance design）和疲劳机制（FDM）研究提供了关键实验依据。

　　

Highlight

本研究通过四种表面预处理方法（机械抛光Type-A、NH₄Cl蚀刻Type-B、HNO₃-HCl-H₂O电化学处理Type-C、甲醇-高氯酸电化学处理Type-D）的原位SEM实验，揭示了预处理工艺对铸造AM50和Inconel 617合金疲劳小裂纹（FSC）行为的调控机制。

Cast AM50合金

部分实验结果可能因表面预处理引入的干扰因素（如Type-C的氢原子渗透）导致材料真实响应被掩盖。本研究通过严格的数据验证发现，Type-C预处理会引发氢脆现象，显著影响FSC的穿晶/沿晶扩展路径判断。

Discussions

对比Type-C与Type-D试样的FSC扩展数据（见图7-8）发现，仅因预处理差异便导致裂纹扩展速率和路径显著分化。Type-C的混合酸电解液会引入氢原子，在Inconel 617中诱发沿晶氢脆断裂，而Type-D的甲醇-高氯酸体系则更利于真实疲劳损伤行为的观测。

Conclusions

通过四种预处理方法的对比研究，首次证实Type-C电化学处理会通过氢脆效应干扰Inconel 617合金的FSC扩展机制，而Type-D预处理能更准确反映AM50合金的疲劳损伤演化规律。该发现为疲劳实验的预处理选择提供了重要指导。

（注：翻译中采用"氢脆"替代hydrogen embrittlement，"穿晶/沿晶"对应transgranular/intergranular，保留ΔK_th等力学参数符号）