结构材料失效往往造成灾难事故和重大经济损失。如果在材料失效前,以裂纹等形式存在的损伤能被修复,将会大幅延长结构材料的寿命,并减少经济损失。因此,材料损伤的修复研究具有重要的经济意义与社会意义。本文针对金属管件中微裂纹修复的难题,提出了一种针对不同磁性金属管件微裂纹的电涡流修复方法,通过电涡流处理试验研究了其对微裂纹修复规律及性能的影响,并采用ANSYS与MAXWELL有限元仿真软件模拟分析了电涡流处理过程中微裂纹附近的物理场变化,揭示了金属管件微裂纹的电涡流修复机制。采用中频感应加热电源作为放电装置,对铁磁性1045钢管件疲劳裂纹开展了谐波电涡流修复试验。试验结果表明轴向裂纹最容易被修复,环向裂纹的修复最困难,而倾斜裂纹介于二者之间。延长处理时间,增加处理次数或者提高处理功率都可以提高疲劳裂纹的愈合程度。谐波电涡流处理可以延缓疲劳裂纹的萌生及扩展:在裂纹萌生前对轴向裂纹试样进行60 k W谐波电涡流处理1s,疲劳裂纹的萌生从5×104次疲劳延缓至6.5×104次;在裂纹萌生后的处理使得裂纹扩展速率从10.3μm/104次疲劳降低至4.1μm/104次。开展了1045钢管件疲劳裂纹谐波电涡流处理过程的有限元仿真,揭示了疲劳裂纹的修复机理。仿真结果表明轴向裂纹的存在导致电涡流在裂纹尖端汇聚,进而在裂纹尖端产生了较高的温度及环向热压应力,使得疲劳裂纹宽度变窄,裂纹尖端闭合。在后续处理过程中,电涡流将绕流新的裂纹尖端,使得裂纹可以继续愈合。经过多次处理后,疲劳裂纹逐步完全修复。环向裂纹对电涡流分布影响较小,几乎不会产生温度梯度,不容易被修复。而倾斜裂纹的情况则介于轴向与环向裂纹之间。采用高电压脉冲电源作为放电装置,对非铁磁性稀土镁合金旋压管件微裂纹开展了脉冲电涡流修复试验。试验结果表明随着脉冲电涡流处理次数的增加,微裂纹逐渐愈合,且在一定范围内提高放电电压有利于微裂纹的修复。与外放电方案相比,内放电方案中微裂纹的愈合程度更为显著。有限元仿真显示在脉冲电涡流处理过程中,管件内部产生高密度电涡流与较大洛伦兹力。镁合金管件的受力状态表明无论在内放电方案还是外放电方案中,径向裂纹与切向裂纹在电涡流引起的局部热效应和洛伦兹力的联合作用下都可能被修复。研究了脉冲电涡流处理对镁合金旋压管件力学性能的影响。在外放电方案中,随着处理次数的增加,试样的强度与延伸率都有所提高,在放电电压6k V下处理15次后,试样的屈服强度提高了16.56%,抗拉强度提高了12.76%,延伸率提高了53.04%。在内放电方案中,试样强度与塑性同样随着处理次数的增加而提高,并且对旋压件力学性能提升更明显。连续脉冲电涡流处理有利于微裂纹的愈合,但热量累积过高有可能烧坏管件。针对脉冲电涡流处理后的旋压试样进一步开展了热处理实验,发现固溶处理降低了试样强度而提高了延伸率;时效处理提高了试样强度但降低了试样塑性;固溶时效试样的强度与延伸率则位于时效试样与固溶试样之间。在时效析出过程中,析出相容易在裂纹表面偏聚,从而有利于裂纹的修复,所以脉冲电涡流处理再时效处理试样的性能提升幅度要略大于直接热处理试样。通过1045钢管件与稀土镁合金旋压件的电涡流处理实验与仿真研究可知,铁磁性材料管件内微裂纹可以利用感应加热电源进行谐波电涡流处理来修复,非铁磁性材料管件可以利用脉冲电源进行脉冲电涡流处理来修复。两类材料管件内微裂纹的修复都与电涡流绕流微裂纹产生的局部热效应有关,而非铁磁性材料管件内微裂纹的修复还受到脉冲电涡流处理诱发的洛伦兹力的影响。