镍基高温合金具有优异的力学性能、良好的抗氧化和耐腐蚀性能,广泛应用于航空发动机的导向器、燃烧室以及涡轮增压器等热端部件的生产制造。随着现代航空发动机载重能力的不断提升,发动机热端部件的工作环境将更加恶劣,极易产生腐蚀、磨损、疲劳断裂等失效问题,严重影响飞机的飞行安全。激光冲击处理（Laser Shock Peening,LSP）作为一种新型的表面改性技术,利用激光诱导产生的冲击波引发材料剧烈的塑性变形,从而显著提升材料的机械性能,延长材料的服役寿命。本文以GH3039高温合金为研究对象,通过对材料进行激光冲击处理,开展了摩擦磨损、力学性能及疲劳等试验,研究了激光冲击处理对GH3039高温合金表面性能、摩擦学性能、力学性能以及抗疲劳性能的影响,为激光冲击处理技术在航空发动机领域的工业应用提供理论基础。本文主要研究工作及结果如下:利用Procudo（?）200型激光喷丸系统对GH3039高温合金进行激光冲击处理,研究了不同次数的激光冲击处理对GH3039高温合金表面粗糙度、显微硬度、残余应力等表面性能的影响。试验结果表明:三次激光冲击处理后试样表面粗糙度由Ra0.0372μm增加至Ra0.0778μm,随着激光冲击次数的增加,试样表面的粗糙度增大;三次激光冲击后试样表层显微硬度由252HV提升至353HV,随着激光冲击次数的增大,试样表面的显微硬度和形变硬化层深度随之增大;未冲击试样表面的残余应力为55MPa,三次激光冲击试样表面的残余压应力达到-485MPa,随着激光冲击次数的增加,试样表面的残余压应力和残余压应力层深度不断增大;激光冲击前后合金的物相组成未发生改变,冲击影响区晶粒尺寸明显细化,近表层产生大量的位错缠结,部分区域出现纳米晶粒。采用UMT-2MT型摩擦磨损试验机对GH3039高温合金开展摩擦磨损试验,研究了激光冲击处理对GH3039高温合金摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:GH3039高温合金的磨损行为主要是磨粒磨损,同时伴有粘着磨损和氧化磨损。未冲击试样的平均磨损率为0.852×10-6mm3·s-1·N-1,而三次冲试样的平均磨损率为0.182×10-6mm3·s-1·N-1,激光冲击试样的磨损率小于未冲击试样。随着激光冲击次数的增加,试样的磨损率逐渐减小。激光冲击处理诱导的晶粒细化与形变强化是试样耐磨损性能提升的主要原因。结合激光冲击处理对GH3039高温合金表面性能的研究结果,优化激光冲击工艺参数。根据优化的激光工艺参数对GH3039高温合金进行冲击处理,开展了室温拉伸和高温拉伸试验,研究了激光冲击处理对GH3039高温合金力学性能的影响。试验结果表明:室温条件下试样经激光冲击处理后平均抗拉强度由817.3MPa提升至905.8MPa,延伸率由22.7%降低至16.5%;高温环境中试样经激光冲击处理后平均抗拉强度由642.3MPa增至697.2MPa,延伸率由53.1%减小到31.7%。激光冲击处理提升了GH3039高温合金在室温及高温环境下的抗拉强度,同时也降低了其延伸率。断口分析表明,高温导致材料出现软化,试样断口的韧窝尺寸增大且尺寸变化幅度大,试样经激光冲击处理后断口表面的韧窝尺寸减小且分布更加均匀。利用MTS Landmark 370.10液压伺服疲劳测试系统对GH3039高温合金开展疲劳试验,研究了激光冲击处理对GH3039高温合金疲劳性能的影响。研究结果表明:未冲击试样的平均疲劳寿命为27633周次,激光冲击试样的平均疲劳寿命值达到83266次,增长约201.3%。激光冲击处理显著改善了GH3039高温合金的疲劳性能。断口分析表明,冲击试样在疲劳裂纹扩展区的疲劳辉纹间距由1.16μm减小到0.42μm,疲劳辉纹间距的降幅达到63.7%。冲击试样的疲劳辉纹间距减小,表明激光冲击处理降低了GH3039高温合金的疲劳裂纹扩展速率,从而提高了GH3039高温合金的疲劳寿命。数理统计分析表明,激光冲击处理对GH3039高温合金的疲劳寿命产生了显著影响。激光冲击处理后GH3039高温合金抗疲劳性能的提高归因于试样表面残余拉应力的消失和表层微观结构的改变。