何兆儒，沈一洲，周 晋，刘伟兰，孙汝杰

（1.南京航空航天大学，南京 210016；2.西安交通大学，西安 710049；3.南京工业大学，南京 210000；4.帝国理工学院，伦敦SW7 2AZ）

材料的主要失效形式分为磨损、疲劳、腐蚀等，而这些失效形式多发生于材料表面。在载荷作用下，部件的疲劳断裂源自材料表面产生的裂纹缺陷，而裂纹的进一步扩展引起材料整体断裂，最终导致设备发生故障，因此，材料的表面微观结构与性能对于整体部件的综合使役效能具有十分重要的影响。随着科技的不断发展，开始寻求各种方法，在不改变基材性能的情况下，提高部件的工作稳定性并延长其使用寿命。激光冲击强化（Laser shock peening,LSP），是一种利用高能激光束赋予金属构件表面有效残余应力层的表面工程改性技术。在LSP冷加工过程中，短脉冲、高功率密度的脉冲激光透过透明约束层辐照在涂覆吸收保护层的材料表面[1]，使表面发生高应变速率的塑性变形，相较于普通喷丸（Shot peening，SP）处理，形成的动态残余压应力可达几百MPa，影响深度可达毫米级[2]。LSP通过改善材料表面的微观组织结构，有效抑制裂纹的萌生与扩展，在精密航空零件材料强化方面具有广阔的应用背景，可以显著提高航空发动机叶片等构件的高周疲劳水平。LSP发展至今，国内外研究人员已经对多种材料进行了强化处理，主要包括不同钢种、钛合金、铝合金、镁合金和高温合金等。

微观组织演变

1 激光冲击强化

激光冲击强化的原理如图1所示。覆盖在基材上的吸收层在受到激光脉冲冲击后迅速汽化，在极短的冲击时间内形成等离子体，并在约束层的作用下以冲击波的形式传递到材料内部。……