为了研究激光冲击处理GH3039高温合金的高温拉伸性能，采用高能激光束对GH3039高温合金试样进行冲击处理，对比分析了温度为600 ℃时不同保温时间下激光冲击处理GH3039的表面残余应力的松弛行为，研究了保温5 h后激光冲击处理GH3039的晶粒尺寸变化特性以及激光冲击前后GH3039的高温拉伸性能和断口。结果表明：经激光冲击处理后，GH3039表层晶粒显著细化，冲击区域表层1.7 mm深度范围内的应力为残余压应力。600 ℃下保温5 h后，激光冲击处理GH3039的晶粒平均尺寸由20.5 μm增大到28.8 μm，但远小于母材晶粒平均尺寸47.9 μm；随着保温时间的延长，激光冲击处理GH3039的表面残余应力的松弛速率呈持续下降趋势；相比于母材，600 ℃下激光冲击试样的平均极限抗拉强度提升了7.9%，这归因于激光冲击处理诱导的晶粒细化和残余压应力。

为了研究激光冲击处理对GH3039高温合金表面完整性的影响，对GH3039高温合金试样进行了不同次数的激光冲击。采用表面轮廓仪、显微硬度计及X射线衍射仪等表征了激光冲击前后GH3039高温合金的表面粗糙度、显微硬度、残余应力、微观结构及物相组成。结果表明：与母材相比，在激光一次、二次和三次冲击后，试样的表面粗糙度平均值分别增加了28.5%、54.1%和109.1%，表面显微硬度分别增加了21.4%、26.5%和28.6%，试样的近表层平均晶粒尺寸分别减小了54.5%、57.1%和59.3%；激光冲击处理将试样表面的残余应力由拉应力（75 MPa）转变为压应力（一次冲击后为-275 MPa、二次冲击后为-302.4 MPa和三次冲击后为-335 MPa）；激光冲击试样的变形层深度由1.2 mm左右（一次冲击）增加到1.5 mm左右（三次冲击）；随着冲击次数的增加，衍射峰的半峰全宽明显增大，这归因于晶粒细化和微观应变的增加。

为了研究激光冲击处理对GH3039高温合金疲劳寿命的影响,采用Procudo200型激光喷丸系统对GH3039高温合金薄板试样表面进行冲击处理;然后采用光学显微镜观察激光冲击前后试样表层的微观组织,采用X-350A型残余应力测定仪测试激光冲击前后试样表层的残余应力,采用MTS Landmark 370.10 电液伺服试验系统进行疲劳试验,并利用∑IGMA500 型扫描电子显微镜观测疲劳试样的断口形貌。结果表明:激光冲击处理后合金表层晶粒明显细化,试样表面激光诱导的平均残余压应力达到了-255.07 MPa左右,试样的表面粗糙度由0.0346 μm增大到0.048 μm,激光冲击试样的疲劳寿命是原始试样的2.41倍;残余压应力和晶粒细化是激光冲击GH3039高温合金试样疲劳寿命延长的关键因素。