摘 要：本文从激光冲击强化材料表面致使金属材料表面形成残余应力、改变金属材料的微观组织结构机理两个角度阐释了激光冲击强化过程中材料的表面抗疲劳性能得以进一步改良的本质原因。并举例说明了激光冲击强化技术在各范围的应用，指出了探究激光冲击强化时的重点及难点，简单描述了其发展趋势。

关键词：激光冲击强化；表面改性；疲劳寿命

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.273

0 引言

金属材料疲劳失效一般发生在材料应力集中程度较大的表面或是含有杂质、缺陷的内部。对于受扭转、弯曲、剪切及其组合变形的零件而言，疲劳裂纹往往起源于材料表面。因此，改善金属材料的表面质量、强化其表面性能，增强机械零部件的性能和寿命成为国内外学者研究的重点。激光表面强化技术具有功率密度高、加工灵活、操作方便无污染等优势，因此，被广泛应用于工业制造领域。其中，激光冲击强化被普遍地用来提高金属原材料的疲劳寿命。激光冲击强化是在极为短暂的时间（纳秒级）内将激光束照射在金属材料的表面，迫使材料表面产生等离子体，并利用等离子体膨胀的过程对金属产生强烈的冲击。这一冲击过程将使材料因产生晶体点缺陷、位错或则孪晶而得以强化[1]，如图1。

1 激光冲击强化形成金属材料表面残余应力层

传统的喷丸技术是在被处理的金属表面形成一层较薄的残余压应力，其被证实能够限制疲劳裂纹扩展的速率。但是，传统技术应变较大，且形成的残余应力层较薄，而激光冲击在非常高的应变率下能以较小的应变形成大于一毫米的残余应变层。……