针对激光熔覆修复K403镍基高温合金构件组织粗大和力学性能下降的问题, 提出采用激光冲击强化技术对修复区进行表面强化。利用SEM观察不同区域微观组织, 利用显微硬度、残余应力和高温拉伸强度测试研究其力学性能。结果表明, 激光冲击强化细化试样表层晶粒; 强化后, 试样基体区和熔覆区表面硬度分别提高21%和8%, 影响深度约0.8 mm; 激光冲击在试样表层引入约610 MPa且均匀分布的残余压应力, 影响深度层达1.2 mm, 经保温处理后, 应力释放约18%, 但在表面仍残留较大的残余压应力; 激光冲击提高了材料高温拉伸强度约15%, 解决了激光熔覆修复K403镍基构件力学性能下降的问题。

采用激光冲击强化的方法改善了316L不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能，分析了焊接接头表层的微观结构和残余应力分布。结果表明，激光冲击强化使焊接接头表层残余拉应力显著减小，提高了焊接接头的电极电位，阻碍了腐蚀介质向材料的扩散；同时，激光冲击强化细化了基体晶粒，形成了大量的滑移带和变形孪晶组织，延缓了应力腐蚀裂纹的扩展，增强了316L不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能。

采用激光冲击强化改善304不锈钢耐磨性能。利用电子背散射衍射(EBSD)、显微硬度和球磨实验分析了激光冲击前后试样的微观组织和性能, 探讨了激光冲击对其磨损性能的影响机理。结果表明, 激光冲击304不锈钢后, 其比磨损率下降, 显微硬度从200 HV提高到260 HV。这是由于激光冲击强化304不锈钢使得材料表层晶粒碎化和大量亚结构形成, 同时诱发马氏体相变的共同作用下, 提高了304不锈钢的显微硬度, 改善了其耐磨性能。

应用激光冲击强化对纯铜表面进行处理改善其耐磨性能。采用球磨实验分析了激光冲击强化前后的耐磨性能,利用X-射线衍射仪和电子背散射衍射技术对表层的相结构和晶粒形态分布进行了分析,并对耐磨性能提高机理进行了讨论。结果表明,纯铜经激光冲击强化后其比磨损率降低了19.5%,同时由于表面粗糙度增大,使得初期摩擦系数增加,但随着摩擦周数的增加,激光冲击强化作用明显,摩擦系数下降。这是由于激光冲击强化在纯铜中引入大量细化晶粒、孪晶和亚结构,阻碍了位错的运动,增强了变形抗力,从而提高了材料的耐磨性能。

激光成形修复钛合金构件存在修复区晶粒粗大和残余拉应力，以及不同区域间组织及性能不均匀的问题，导致修复构件的疲劳性能明显降低。本文采用激光冲击强化技术，对激光熔覆修复试件进行了表面强化，研究了激光冲击对其疲劳强度的影响，并从残余应力和微观组织等方面分析了激光冲击提高熔覆试件疲劳强度的原因。结果表明，钛合金基体试件的疲劳强度为401 MPa，激光熔覆试件的疲劳强度为365 MPa，下降了9％；激光冲击强化后，熔覆试件的疲劳强度达到了450.80 MPa，相比基体提高了23.5%。激光冲击强化在试件表层引入了数百兆帕的残余压应力，影响层深度可达430 μm，同时可使修复区的组织和性能变得均匀，从而提高了修复试件的疲劳抗力。

针对不锈钢焊接接头应力及组织分布不均匀,容易导致应力腐蚀开裂的问题,采用不等强度激光冲击波对316奥氏体不锈钢焊接接头进行处理.通过应力腐蚀试验、残余应力测试及微观组织分析,研究了激光冲击强化对焊接接头应力腐蚀抗性的影响及其作用机理.试验结果表明:激光冲击强化将焊接件的应力腐蚀断裂时间提高了33.48%.激光冲击波的作用,在焊接接头部位引入了高数值的残余压应力,一方面消除了热影响导致的残余拉应力,同时抵消了拉伸工作载荷的作用,降低局部应力梯度,从而延缓表面钝化膜的破裂;另一方面,激光冲击使焊接接头不同区域之间的微观组织均匀和细化,提高了微裂纹萌生的条件,降低了金属发生阳极溶解的可能性.两种因素的共同作用,使得不锈钢焊接接头的抗应力腐蚀性能显著增强.

为了提高12CrNi3A钢渗碳层质量及其抗磨损性能，提出了激光冲击与渗碳不同顺序复合的工艺方法。球磨实验结果表明，相比渗碳处理，激光冲击后渗碳试样的比磨损率降低了51%，而渗碳后激光冲击强化试样的比磨损率降低了13%，说明激光冲击后渗碳的复合工艺能更好地改善抗磨损性能。在摩擦系数差别不大的情况下，抗磨损性能的提升与显微硬度提高、微观组织变化有关，从这两方面讨论抗磨损性能提升的机理。研究表明:激光冲击强化可促进渗碳的过程，强化后渗碳形成的渗碳层结构致密，大量细小碳化物形成，固溶强化、第二相强化作用增强，显微硬度增大，从而提高抗磨损性能；而渗碳后激光冲击强化只使渗层表面发生了形变强化，与渗碳工艺相比，显微硬度略有提高，抗磨损性能提高有限。

为研究激光冲击强化对K4030合金叶片疲劳性能的影响，对K4030合金片进行了激光冲击强化，并对强化后的试样进行了表面粗糙度、残余应力、微观组织和显微硬度测试，对叶片进行了复合疲劳试验。测试结果表明，冲击强化前后试样的表面粗糙度没有明显变化；试样在距离材料表面1 mm的深度内产生大于450 MPa的残余压应力；试样冲击强化区内晶界处的晶粒得到了细化；试样在距离表面0.8 mm深度内的显微硬度得到了提高，且表面的显微硬度提高了16%。疲劳试验结果表明，激光冲击强化可显著提高K4030合金叶片的复合疲劳安全寿命。

提出激光冲击处理增强渗碳的组合方法，提高了12CrNi3A钢渗碳层的质量和耐磨性能。采用球磨实验分析了渗碳和激光冲击增强渗碳两种工艺下材料的耐磨性能，采用扫描电镜(SEM)研究了激光冲击增强渗碳对12CrNi3A材料微观组织的影响。结果表明，激光冲击渗碳试样的比磨损率为2.69×10-14 m3/Nm，比渗碳试样降低了29%。从摩擦系数和微观组织两个方面分析讨论了这种工艺方法提高12CrNi3A耐磨性能的机理。一方面，激光冲击增强渗碳使试样的摩擦系数降低了25%；另一方面，激光冲击渗碳试样表层形成了大量细小的碳化物颗粒，并呈梯度分布，从而提高了12CrNi3A钢材料的耐磨性能。

对TC11钛合金标准疲劳试件进行激光喷丸处理，利用高周振动疲劳试验验证强化效果，通过断口观察分析疲劳机理，再从微观组织、残余应力和显微硬度等方面分析激光喷丸提高TC11钛合金疲劳性能的强化机制。试验结果表明，强化后疲劳试件的疲劳极限由483 MPa提高到593 MPa；强化试件的裂纹源位于次表层深0.2 mm处，平坦区扩大，快速扩展区产生大量二次裂纹和排列紧密的疲劳条带。表层发生较高程度细化，形成尺寸为40~80 nm的纳米晶；并引入高数值残余压应力，表面残余应力达-591.5 MPa，其塑性变形层深度达1 mm，且表面硬度提高19%。TC11钛合金标准疲劳试件强化后疲劳强度提高主要是因为高程度组织细化和高数值残余压应力的综合作用，进而阻碍裂纹萌生和降低扩展速率。