为了研究激光喷丸（LP）对TC17钛合金疲劳强度的影响，采用两次LP工艺对TC17钛合金进行了强化处理，并使用升降法测试比较了LP前后材料的疲劳强度。结果显示，LP可在TC17钛合金表面形成深度为11.7 μm的微凹坑，产生的残余压应力为LP前的2.46倍。残余压应力的增大引起了裂纹源位置的变化及疲劳条带的细化，TC17钛合金的疲劳强度提高了3.9%。

在不同温度下对2024-T351航空铝合金进行了激光喷丸(LP)，研究了温度对其表面力学性能的影响规律，并结合微观组织分析得出了激光温喷丸(WLP)对2024-T351航空铝合金的强化机理。结果表明，激光喷丸2024-T351航空铝合金的显微硬度随喷丸温度的升高而增大，弥散强化效应使得120 ℃激光温喷丸在2024-T351航空铝合金表面诱导的残余压应力幅值显著高于常温激光喷丸。

为了优选激光冲击工艺参量以获得最大的表面残余压应力, 利用激光冲击和塑性变形理论推导出了激光冲击AZ31镁合金表面最大残余压应力公式, 并采用ABAQUS有限元软件分析了其激光冲击后的残余应力场。结果表明, 获得较大残余压应力场的激光冲击波载荷范围为1.2GPa～1.7GPa, 随着载荷的增加, 残余应力增加, 当载荷在1.4GPa～1.6GPa时, 最大残余压应力为125MPa左右; 冲击载荷在1.8GPa时, 出现轻微的“残余应力洞”现象; 而在大于1.9GPa时, 均出现明显的“残余应力洞”现象; 载荷p=1.474GPa时最大残余应力为-128.5MPa。理论推导和有限元分析结果基本一致。

为了研究激光冲击对AZ80-T6 挤压镁合金低周疲劳性能的影响，采用钕玻璃脉冲激光器对疲劳试样进行激光冲击强化(LSP)和激光冲击温强化(WLSP)处理，并进行拉-拉疲劳实验。结果表明：LSP 和300 ℃时WLSP 处理后镁合金表面产生的残余压应力分别为-125 MPa 和-158 MPa，而其疲劳寿命分别比原始试样提高11.42%和75.74%。WLSP 明显地延迟裂纹萌生时间，提高AZ80-T6 镁合金的疲劳寿命。另外对激光冲击诱导的镁合金微观结构及其低周疲劳行为进行了分析和讨论。

针对K24 镍基铸造合金材料表面粗糙度大引起吸收保护层贴合不紧密的问题，提出采用无保护层激光冲击(LSPwC)方法对K24合金进行强化，利用高周疲劳实验验证其强化效果，并从残余应力、微观组织方面讨论疲劳性能改善机理。实验结果表明：相对于原始叶片，LSPwC 后的模拟叶片的疲劳强度提高16%，保温后疲劳强度提高11%。LSPwC 在试样表层诱导产生高幅值残余压应力和高密度位错，从而提高模拟叶片的疲劳性能；保温后，大部分残余压应力发生松弛，位错结构具有较好的热稳定性，这是保温后模拟叶片疲劳性能提高的主要原因。

对K403镍基合金涡轮叶片进行激光冲击强化(LSP)，利用高温高低周复合疲劳试验验证其强化效果。试验结果表明：冲击后裂纹源区附近平坦区较冲击前变大，在快速扩展(FCG)区，激光冲击强化后疲劳条纹间距减小，有大量二次裂纹产生。且强化后在材料表层会引发晶粒细化以及高残余压应力，但在550 ℃/150 min保温下，残余应力部分发生松弛，但是表层细化结构有很好的热稳定性。相比冲击前样件，激光冲击强化后涡轮叶片疲劳寿命提高了140%。热松弛后的残余压应力和表面晶粒细化是镍基合金疲劳寿命提高的主要原因。

为了研究激光喷丸技术对A356铝合金热稳定性能的影响，采用Nd∶YAG激光器对其进行表面激光喷丸处理及将各试样进行220°C退火试验处理的方法，从微观组织、显微硬度及残余应力等方面进行理论分析和实验验证，取得了一系列实验数据。结果表明，激光喷丸处理能够有效提高A356铝合金的热稳定性能，且在材料表面诱导了较大残余压应力，显微硬度和位错密度得到显著提高，晶粒明显细化; 退火后，激光喷丸试样的表面残余压应力下降了30.68%，位错密度从1.63°降到1.51°，显微硬度下降19.42%，表层晶粒尺寸有所长大，但较基体而言，其晶粒尺寸长大幅度较小。这一结果对于拓展激光喷丸技术和A356铝合金的应用领域是有帮助的。

为了研究激光冲击处理对AZ31B镁合金冲击韧性的影响，采用波长为1064 nm，脉冲宽度为15 ns，脉冲能量为10 J，光斑直径为3 mm的钕玻璃脉冲激光对变形镁合金AZ31B试样表面进行冲击处理。利用透射电子显微镜(TEM)观测激光冲击试样的微观结构，利用X-350A型X射线应力仪测定试样表面残余应力，利用JB-300B型冲击试验机测定试样冲击功的大小，利用扫描电子显微镜(SEM)观测夏比冲击试样断口。实验结果表明：根据优化的工艺参数，激光冲击处理能在AZ31B镁合金上制备出纳米结构表层，表面晶粒尺寸大约为20 nm；激光冲击处理改变了试样表面的应力状态，由残余拉应力17 MPa转变为残余压应力-125 MPa；激光冲击之后AZ31B镁合金试样的平均冲击功由5.4 J增大到9.2 J，提高了70.4%。AZ31B镁合金激光冲击试样冲击韧性提高的机理是表面纳米化及残余压应力共同作用的结果。

为了研究激光冲击处理对镁合金焊接件应力腐蚀性能的影响，采用激光波长1064 nm，脉冲宽度15 ns，脉冲能量4 J，光斑直径3 mm的钕玻璃脉冲激光器，对AZ31B镁合金交流氩弧焊接件表面进行冲击处理。室温下采用三点加载的方式，在去离子水中对试样进行应力腐蚀实验。利用光学显微镜和透射电镜观测激光冲击试样微观结构，利用扫描电镜观测应力腐蚀断口。实验结果表明：根据优化的激光参数，能在试样表面制得纳米结构表层，样品表面纳米晶粒大小为35 nm左右；激光冲击处理改变了试样表面的应力状态，由残余拉应力60 MPa转变为残余压应力-125 MPa；激光冲击处理后自腐蚀电位增大88 mV，腐蚀电流减小了73.4%，从而降低试样腐蚀倾向；未激光冲击的试样在浸没了192 h后出现应力腐蚀开裂，而激光冲击的试样在浸没了10个月后未出现裂纹，这表明激光冲击处理能够提高AZ31B镁合金焊接件抗应力腐蚀的能力。

为了研究激光冲击强化对镁合金性能的影响, 根据优化后的工艺参数, 采用钕玻璃脉冲激光, 对轧制态AZ31B镁合金薄板试样表面进行冲击强化实验。实验结果表明, 晶粒得到明显细化, 晶粒大小由20 μm左右细化到10 μm左右, 试样表面激光诱导的残余压应力高达-126 MPa。室温下通过三点加载的方法, 对激光冲击、局部区域激光冲击以及未激光冲击的试样在去离子水中进行了应力腐蚀试验, 对其断口进行了宏观和微观分析, 表明激光冲击能够抑制应力腐蚀裂纹的产生和扩展。