铝合金自身的耐磨性、耐腐蚀性较差，限制了其在航空、汽车工业领域的广泛应用，对铝合金表面进行涂层处理具有重要的现实意义。微弧氧化涂层是在基体表面原位生长的陶瓷层，具有高硬度、较强的结合力、优异的耐蚀性能和耐磨性能。然而，微弧氧化涂层中不可避免的存在微孔、热裂纹、过度生长区等缺陷以及残余应力，多缺陷的产生造成含微弧氧化涂层铝合金的疲劳性能较难控制。微弧氧化涂层中存在的较大尺寸微孔和裂纹、粗糙的表面、涂层与基体界面处的过度生长导致应力集中的产生，是疲劳裂纹的萌生源，涂层中存在的残余拉应力增加了疲劳裂纹萌生的可能性，这降低了含微弧氧化涂层铝合金的疲劳寿命。由于微弧氧化涂层的厚度远低于基体的厚度，且涂层自身属于脆性材料，导致含涂层铝合金的疲劳损伤特征不易表征，这为含微弧氧化涂层铝合金疲劳失效机制的研究提出了挑战。基于微弧氧化涂层微观缺陷和残余应力与基体疲劳寿命关系的实验研究，发现微弧氧化前处理（喷丸、抛光和表面纳米化等）和后处理（涂层的封孔处理）可以减轻微弧氧化涂层缺陷和残余应力对基体疲劳性能的损伤作用，改善含微弧氧化涂层铝合金的疲劳性能。不过，航空、汽车等用铝合金板材较薄，基体前处理较为困难，因此探明含微弧氧化涂层铝合金的疲劳失效机理，构建微弧氧化涂层缺陷和残余应力与疲劳寿命的物理关系模型具有重要意义。基于含薄微弧氧化涂层铝合金的理论本构模型的应力分析，发现疲劳裂纹萌生与外部循环加载应力有关，随着外部应力水平的增大，裂纹萌生源由表面转向界面。对于厚微弧氧化涂层存在多缺陷，且残余应力分布复杂，含薄涂层铝合金的疲劳裂纹萌生机制可以为含厚微弧氧化涂层铝合金的疲劳裂纹萌生机制研究提供理论基础。

铝合金；微弧氧化；微观缺陷；残余应力；疲劳