研究了激光喷丸(LP)TC6钛合金的组织演变对表面强度的影响机理。结果表明,LP后材料表面的显微硬度和残余应力均随功率密度的增加而增大,LP引起的硬度影响层和残余应力影响层的深度也随功率密度的增加而增大,且影响层深度为500~600 μm。LP对TC6钛合金强度的影响机理包括细晶强化和位错强化,晶粒细化使大角度和小角度晶界增多,而晶界能阻止材料发生屈服;LP产生的高密度位错可使材料的屈服强度提高,阻碍位错的运动,抑制裂纹的萌生,从而使材料的力学性能提高。

采用不同脉冲能量激光对Inconel X-750镍基合金试样进行激光喷丸(LP)强化处理, 研究了不同条件下试样的热腐蚀行为, 阐述了激光喷丸改善抗热腐蚀性能的机理。结果表明, LP试样的腐蚀速度明显低于未处理试样的, 且激光脉冲能量越高, LP试样的腐蚀速度越低。未处理试样在热腐蚀60 h后出现了两层腐蚀层, 外部腐蚀层严重腐蚀并出现断裂和剥落现象。LP试样在腐蚀60 h后只出现了内部氧化层, 激光喷丸诱导的残余应力层有效避免了氧化膜破裂。

利用SpitLight2000型纳秒激光器对Inconel718镍基合金进行激光温喷丸(WLSP)强化实验，将WLSP 强化试样置于700 ℃混合熔盐(75%Na2SO4+25%NaCl，百分数指质量分数)中进行热腐蚀实验，对腐蚀前后的WLSP 强化试样进行质量损失检测、X 射线衍射(XRD)分析以及腐蚀形貌观察，探索了WLSP 改善Inconel718 镍基合金耐热腐蚀性的机理。结果表明，腐蚀10 h 与25 h 后260 ℃-WLSP 试样的质量损失分别为未处理试样的18.9%与17.9%。WLSP热腐蚀10 h后试样表面的Cr₂O₃氧化膜未出现明显剥落，且没有CrS、NiO 产物生成，说明WLSP处理后的试样表面没有受到S的侵蚀，故能有效抑制材料热腐蚀行为的发生，分析认为WLSP试样表面微观组织的晶粒细化及γ″ 相析出物能有效减缓O、S的侵入，进而有效提高Inconel718镍基合金的耐热腐蚀性能。

为了研究面心立方金属在热力耦合作用下的微观组织，采用分子动力学方法对激光温喷丸在单晶铜内诱导的位错扩展进行了模拟，并使用中心对称参数研究了变形量对位错扩展的影响规律，以及温度对塑性变形诱导位错扩展的作用，进而从加工硬化的角度分析了其对激光温喷丸强化效果的影响。结果表明，激光温喷丸过程中，塑性变形以“空位簇-不全位错-堆垛层错”的方式诱导产生不全位错与堆垛层错。随塑性变形增加，激光温喷丸的硬化效果逐渐增加。并且，温度可以促进塑性变形过程中位错的形核与扩展，200 ℃以内，激光温喷丸的硬化效果随温度的增加而增强，温度增至250 ℃时，硬化效果由于位错湮灭而减弱。