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大型锻件是重大装备中的关键基础件，但在锻造过程中容易产生表面裂纹，致使锻件报废，造成严重的经济损失。焊接方法是修复裂纹的重要手段，但至今为止，国内尚未见关于用焊接方法修复大锻件锻造过程中产生的表面深裂纹的报道。 为提高焊接修复区的组织性能，本文采用Φ300mm40Cr钢锭，模拟大型锻件表面裂纹修复，研究了镦粗和镦粗+调质处理对40Cr钢锭MAG焊接试样的组织、力学性能和高周疲劳性能的影响。 通过金相组织分析，研究表明:镦粗态40Cr钢锭焊缝的组织为细小等轴晶，热影响区的晶粒大小不均;对镦粗态的40Cr钢锭焊接试样进行调质处理，焊缝出现回火索氏体组织，热影响区的组织得到细化。 通过力学性能测试，研究表明:原母材的力学性能:抗拉强度为643.5MPa，屈服强度为329.2MPa，断面收缩率为41.9％，硬度为201.1HV;镦粗态焊接试样的力学性能:抗拉强度为493.2MPa，屈服强度为351.2MPa，断面收缩率为51.3％，母材的硬度为251.1HV，热影响区的硬度为198.2HV，焊缝的硬度为143.9HV;镦粗+调质态焊接试样的力学性能:抗拉强度为571.7MPa，屈服强度为430.5MPa，断面收缩率为62.2％，母材的硬度为403.1HV，热影响区的硬度为339.0HV，焊缝的硬度为178.8HV。 通过高周疲劳性能测试，研究表明:疲劳寿命在5.0×106循环次数，对应于50％存活率条件下，镦粗态焊接试样的疲劳强度为229.6MPa，与原母材相比其疲劳强度下降了9.9％，镦粗+调质态焊接试样的疲劳强度为287.3MPa，与原母材相比其疲劳强度提高了12.8％，与镦粗态焊接试样相比其疲劳强度提高了25.1％，调质处理可以提高镦粗态焊接试样的疲劳性能。 疲劳断口分析表明:原母材及焊接试样的疲劳断口都具有解理特征，疲劳裂纹起源于试样表面或近表面;疲劳裂纹扩展区主要由疲劳辉纹、撕裂棱组成，局部区域可以观察到二次微裂纹和微坑;瞬断区断口出现韧窝、微坑和解理或晶界刻面等特征。