热-声处理技术是一种新的表面强化技术，与其他表面改性技术相比，该技术工艺简单、成本低廉、易于实现，但到目前为止，热-声处理的强化原理仍不清楚。因此，研究热-声处理技术具有重要的理论与应用价值。本文对轧制态工业纯铁、W6Mo5Cr4V2钢、40Cr钢、高铬铸铁等进行了热-声处理，利用多种手段研究了热-声处理对材料组织与性能的影响。研究结果表明：轧制态工业纯铁引入热-声处理后，在非线性声波的作用下，推动了位错运动，促进了回复与再结晶的进程；中碳调质40Cr钢在淬火回火后进行热-声处理可以提高其表面硬度和整体塑性，强化层深度可达3 mm，拉伸试样经热-声处理后，强度无明显变化，均匀延伸率和冲击韧性提高，40Cr钢550℃回火后热-声处理，可以促进表层马氏体向回火索氏体的转变，并析出细小弥散的碳化物；W6Mo5Cr4V2钢550℃三次回火后引入热-声处理，强化层深度可达到2 mm，表层显微维氏硬度从800 HV提高到1100 HV左右，无缺口试样冲击韧性从17.5 J／cm~2提高到33.1 J／cm~2，在影响层内析出非常细小弥散的碳化物颗粒；热-声处理可以显著提高材料的耐磨性能，W6Mo5Cr4V2钢三次回火后引入热-声处理，其室温与高温(500℃)耐磨性均得到提高，以高速钢为材料制成的钻头使用性能明显改善，使用寿命达到未处理件的3.5倍；高铬铸铁热-声处理后，室温与GCr15对磨，磨损率降低了40％，以高铬铸铁为材料制成的导卫件使用性能明显改善，使用寿命达到未处理件的1.5以上。