在倡导节能降耗、绿色制造的今天,镁合金作为一种轻量化材料在汽车、航空航天、计算机、电子通讯、国防军事等领域已得到广泛应用。但镁合金作为机械构件在潮湿环境中服役时,易产生点腐蚀或应力腐蚀,在潮湿空气中承受静载或交变载荷时会产生应力腐蚀或腐蚀疲劳断裂,从而导致破坏性事故发生。镁及镁合金作为医用材料,虽具有良好的生物相容性和可降解性,但过快的腐蚀速率却限制了它的广泛应用。激光冲击强化是一种新型的高能短脉冲表面形变强化技术,在高压冲击波作用下材料表层产生超高应变速率的塑性变形,能有效改善材料的微观组织,提高其力学性能、减少或延迟裂纹的形核和扩展,提高材料的疲劳寿命、耐磨性和耐腐蚀性。本文针对镁合金存在耐腐蚀性较差的问题,以AZ31变形镁合金为研究对象,开展了激光冲击处理对镁合金表面完整性、微观组织演化、电化学特性、抗应力腐蚀性和抗腐蚀疲劳性等研究工作,并取得了如下创新成果：(1)提出了AZ31镁合金激光冲击强化的晶粒细化模型。开展了激光冲击强化AZ31镁合金的表面完整性和微观组织演化机理的研究。研究表明激光冲击后晶粒明显细化,其晶粒细化机制包括：在变形初期,由于基面、棱柱面和锥面三个位错滑移系相继激活,此时塑性变形以位错滑移为主；当位错滑移在晶界处受阻很难继续滑移时出现平行孪晶,平行孪晶将晶粒细分为孪晶板条,位错不断相互缠绕形成位错墙,高密度位错墙与孪晶相互交叉,将晶粒细分为多个亚晶,亚晶逐渐演变为大角度晶界,最终实现晶粒细化。(2)发现了激光冲击次数对AZ31镁合金抗腐蚀性的影响规律。利用CHI660电化学工作站测定试样在3.5%NaCl溶液中在不同时间下的塔菲尔极化曲线和电化学阻抗谱曲线。结果表明：激光冲击可提高AZ31镁合金的抗腐蚀性,但多次冲击与一次冲击效果相当。(3)获得了激光冲击强化AZ31镁合金抗应力腐蚀的演化规律。通过慢应变速率拉伸实验对AZ31变形镁合金激光冲击处理前后的应力腐蚀规律进行了探索。结果表明：在3.5%NaCl溶液中激光冲击前试样的应力腐蚀敏感性指数为0.803,而激光冲击后则为0.69,激光冲击后AZ31镁合金的抗应力腐蚀敏感性明显提高。其原因在于激光冲击后近表层存在的残余压应力使材料内实际所承受的拉应力减小,较小的应力导致裂纹尖端产生较小的应力腐蚀裂纹扩展速率,同时由于改性层晶粒细化,高密度位错相互缠结,裂纹尖端位错滑移阻力较大,表层高密度位错、孪晶和亚晶等微结构抑制了裂纹的产生和扩展,在相同外载荷下激光冲击后的材料抗应力腐蚀敏感性明显提高。(4)开展了AZ31变形镁合金激光冲击处理前后的腐蚀疲劳性能研究。研究表明激光冲击后试样在空气和溶液中的疲劳寿命均得到提高,在空气中疲劳寿命提高约38.3%,在溶液中疲劳寿命提高约183.5%,且空气中试样的疲劳循环次数高于溶液中,通过曲线拟合得到冲击处理前后不同环境中的Paris方程。拟合曲线说明：激光冲击后试样的裂纹扩展速率减小,试样在空气中的裂纹扩展速率小于溶液中的裂纹扩展速率,激光冲击后残余压应力、晶粒细化和耐腐蚀性增强是抑制镁合金裂纹萌生和扩展的主要因素。(5)基于质点应力平衡微分方程和本构关系推导出残余应力公式,首次建立了残余压应力与冲击载荷、泊松比以及动态屈服强度之间的关系。采用ABAQUS软件对强激光作用于AZ31镁合金进行数值模拟仿真,通过可视化处理获得静态平衡后的残余应力场,模拟结果与理论推导结果一致。