1、非晶合金由于具有高耐磨、耐蝕性、高彈性極限、高強度以及優(yōu)良的磁性能等優(yōu)點，因而在多種領域均具有十分廣闊的應用前景。然而，非晶合金由于其獨特的短程有序、長程無序結(jié)構(gòu)，致使其在室溫下的宏觀塑性近乎為零，成為制約其成形制造以及的工程應用關鍵瓶頸。因此，如何改善非晶合金的室溫塑性已經(jīng)成為材料研究領域迫切需要解決的問題。本文實驗采用Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(vit1)塊體非晶合金，開展了激光噴丸熱效應、激光噴丸沖擊

2、力效應，以及激光噴丸熱/力效應對非晶合金表面形貌、微觀組織結(jié)構(gòu)以及力學性能和耐腐蝕性的影響等研究工作。主要結(jié)論如下:
　　(1)首先研究了熱效應為主的單點激光噴丸對非晶合金表面形貌的影響，探討了激光與非晶合金相互作用的過程和機理，通過表面張力波理論、Kelvin-Helmholtz不穩(wěn)定性機制以及Saffman-Taylor不穩(wěn)定性理論對噴丸邊緣區(qū)域形成的的周期性波紋以及指化現(xiàn)象進行了理論解釋;其次研究了圓環(huán)結(jié)構(gòu)直徑和波紋間距隨激

3、光能量、脈沖次數(shù)的演變情況。研究結(jié)果表明，圓環(huán)結(jié)構(gòu)的直徑隨著激光能量和脈沖次數(shù)的增加近似呈線性增大，但脈沖次數(shù)大于10后圓環(huán)結(jié)構(gòu)的直徑增長趨勢放緩。波紋間距不隨激光能量的大小而改變，但隨著脈沖次數(shù)的增加逐漸增大。當能量為600 mJ，脈沖次數(shù)為200時，在噴丸區(qū)域還形成大量無規(guī)則分布的微裂紋。
　　(2)系統(tǒng)研究了沖擊力效應為主的單點激光噴丸對非晶合金表面完整性的影響。首先研究了激光噴丸對非晶合金表面微觀組織結(jié)構(gòu)、光學形貌和粗糙度

4、的影響，并對其影響機制進行了分析;其次研究了激光噴丸對非晶合金硬度的影響，分析了硬度變化的原因;最后對激光噴丸后非晶合金的表面微裂紋/剪切帶及其形成機制進行了分析。研究結(jié)果表明，非晶合金在激光噴丸處理后仍然保持了非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，但噴丸區(qū)域形成一個圓形微凹坑，且表面粗糙度增大，原因在于激光噴丸時形成的沖擊波壓力遠高于材料彈性極限，并且激光能量不均和吸收層表面的不平整，造成沖擊波壓力不均勻。隨著噴丸過程中激光能量的增加，非晶合金表面微凹坑的直徑

5、和深度也呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，同時表面粗糙度也越高。激光噴丸區(qū)域硬度降低，且噴丸中心區(qū)域硬度減小幅度最大，約為13％，分析表明激光噴丸塑性變形區(qū)域內(nèi)形成的大量剪切，由于應變軟化導致非晶合金硬度降低。在激光噴丸誘導的高壓沖擊波作用下，非晶合金試樣表面的剪切帶/微裂紋是通過孔洞的連接來實現(xiàn)的。
　　(3)系統(tǒng)研究了多點激光噴丸對非晶合金微觀組織結(jié)構(gòu)和力學性能的影響規(guī)律。首先分析了等腰直角搭界方式下不同橫向搭接率對非晶合金表面粗糙度的影

6、響;其次，采用優(yōu)化的工藝參數(shù)對非晶合金進行激光噴丸處理，研究了激光噴丸前后非晶合金微觀組織結(jié)構(gòu)的變化;最后通過三點彎曲實驗、單向壓縮實驗系統(tǒng)研究了激光噴丸對非晶合金室溫塑性的影響。研究結(jié)果表明，當橫向搭接率為29.3％時，激光噴丸后試樣表面粗糙度最小。多點激光噴丸后，非晶合金仍然保持非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，但在非晶合金內(nèi)產(chǎn)生了大量的自由體積。激光噴丸處理后非晶合金在三點彎曲過程中塑性變形撓度增大了1.83倍，分析表明塑性的增強得益于激光噴丸后非晶合

7、金自由體積的增大，在后續(xù)變形中更易生成多重剪切帶。單向壓縮實驗表明激光噴丸非晶試樣具有明顯的尺寸效應，小尺寸塊體非晶合金試樣具有更高的壓縮強度和更優(yōu)異的塑性。
　　(4)系統(tǒng)研究了多點激光噴丸熱/力效應對非晶合金微觀組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。首先通過無吸收層激光噴丸(Laser shock peening without coating，LSPwC)工藝對非晶合金試樣表面進行噴丸處理，并對LSPwC處理后非晶合金表面的微觀組織結(jié)構(gòu)進行

8、了分析;其次研究了LSPwC處理后非晶合金的室溫塑性;分析了激光噴丸熱/力效應對非晶合金塑性影響的機制;最后研究了LSPwC處理后非晶合金的納米硬度和耐蝕性。研究結(jié)果表明，LSPwC處理后非晶合金表面仍保持非晶特質(zhì)，但在非晶合金熔融表層120μm以下檢測到分布均勻的晶化相。LSPwC處理后非晶合金塑性撓度增加了23％，分析表明在彎曲變形過程由LSPwC引起的非晶合金自由體積的增大、晶化相的產(chǎn)生以及表層復雜分布的殘余應力使得非晶合金的塑性