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镁合金因具有密度小、比强度高、易回收等优点，广泛应用于汽车、航空、航天等领域。但强度不足、室温塑性差和加工变形困难等问题限制了其发展。本文采用激光冲击强化(LSP)和激光冲击温强化(WLSP)，即新型表面改性技术来改善镁合金的机械性能，对于镁合金的大力推广与应用有着非常重要的意义。 本文以AZ31镁合金为研究对象，采用ABAQUS模拟软件，建立了最佳峰值压力下激光冲击后的残余应力场三维模型，并对其进行LSP和WLSP处理，以期探讨研究LSP和WLSP处理对镁合金机械性能的重要影响。对LSP和WLSP处理后的AZ31镁合金试样进行了残余应力场分布、显微硬度、室温和热拉伸性能、微观结构等分析，本文研究成果如下: 残余应力场模拟结果表明，随着功率密度增加，LSP和WLSP后镁合金表面残余压应力增加并趋于饱和。 LSP和WLSP实验表明，镁合金冲击表面产生高幅值的残余压应力，最大残余压应力达到-110MPa，与模拟结果基本吻合;LSP和WLSP还明显提高了镁合金表面硬度，强化层深度随温度的升高而增大，最大强化层深度为0.8mm，出现在200℃WLSP时;LSP后镁合金的强化效果随功率密度增加而增加。 室温和热拉伸实验表明，LSP处理提高了镁合金的抗拉强度，延伸率略有降低，经功率密度为3.53GW/cm2的激光冲击后抗拉强度增加了15.7％，延伸率降低了36.6％，拉伸断口呈河流状，存在少量的撕裂棱和韧窝，属于脆-韧性断裂，且在次表层出现层裂纹;LSP处理后镁合金的热稳定性和高温强度也得到了提高，300℃热拉伸抗拉强度增加了39.5％，拉伸断口由薄壁撕裂棱和细小等轴韧窝组成，属于韧性断裂。 微观结构分析表明，LSP后试样表层晶粒出现细化现象，并且随着温度的升高，晶粒细化程度越大，150℃WLSP后镁合金中出现细小晶粒围绕一些较大的晶粒生长的“项链”结构，而在200℃WLSP时形成了纳米晶和高密度位错环结构，位错大量增殖缠结。