Mg-Gd-Y合金具有轻质、比强度大和减振特性好等优异性能,在工业领域拥有广泛的应用前景。但Mg-Gd-Y合金的耐蚀性能与力学性能尤其是疲劳特性等方面仍显不足,制约Mg-Gd-Y合金的发展,而表面改性技术则有助于改善Mg-Gd-Y合金的综合性能。本论文通过喷丸强化引入残余压应力,细化表面组织,提高Mg-Gd-Y合金的力学性能,在此基础上制备等离子体电解氧化（PEO）陶瓷层,增加了Mg-Gd-Y合金的耐腐蚀性能,进一步改善了Mg-Gd-Y合金的综合性能。本文主要探究了喷丸强化表面纳米化机制,揭示了喷丸强化对Mg-Gd-Y合金疲劳裂纹萌生机制和疲劳裂纹扩展微观机理。采用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）探究喷丸强化对Mg-Gd-Y合金和PEO陶瓷层组织与形貌的影响规律;采用Image-Pro Plus软件探究喷丸强化对表面Mg24Y5相的面积影响规律,以及对PEO膜层孔隙率的影响规律。利用X射线残余应力分析仪、显微维氏硬度仪、室温旋转弯曲疲劳试验机和电化学工作站对试样表面的残余应力、硬度、疲劳性能和耐腐蚀性能等进行分析。结论如下:喷丸强化后Mg-Gd-Y合金,随丸粒直径的减小,喷丸压力的增大,Mg24Y5相平均面积逐渐减小,由87.025μm~2最小可减少至26.492μm~2;α-Mg相的面积逐渐减小,并且分布均更加均匀;平行分布的针状相呈现不同程度的小角度弯曲现象。随丸粒直径的减小,表面纳米晶的尺寸越小,晶体学取向差增大。喷丸强化后,由Mg-Gd-Y合金不同深度层组织的TEM形貌变化发现,Mg-Gd-Y合金形成了梯度过渡层,由四种区域构成,由外向内依次为,基体区域、变形区域、亚晶区域和纳米晶区域。最终在Mg-Gd-Y合金表面生成了晶粒取向差大、数量多、尺寸小的纳米晶,纳米晶内部存在变形缺陷。表面纳米晶的形成与孪晶交割、位错滑移以及旋转再结晶有关。Mg-Gd-Y合金喷丸强化后表面引入的最大残余压应力为152MPa,表面硬度值增加50.5%-65.8%,Mg-Gd-Y合金疲劳强度值增幅为13.6%。从疲劳断口可知,Mg-Gd-Y合金的疲劳裂纹由于表面周围晶粒的束缚不对称而在试样表面萌生的;喷丸强化后,疲劳裂纹萌生于亚表面是由于裂纹萌生机制转变为滑移解理机制。未喷丸时,Mg-Gd-Y合金试样的小疲劳裂纹在断口表面沿着解离面进行扩展,Mg-Gd-Y合金未喷丸强化前瞬断区断口表面不平整,可见大面积的解离平面和较长的二次裂纹等脆性断口特征;喷丸强化后,由于Mg-Gd-Y合金位错增多,裂纹尖端遇位错塞积,导致小疲劳裂纹是以剪切韧窝合并的方式进行扩展,喷丸强化后Mg-Gd-Y合金瞬断区可见较小面积的解离平面、二次裂纹和韧窝,呈现脆-韧性断口特征,且随喷丸压力的增大,韧窝的数量增加。喷丸强化复合等离子体电解氧化陶瓷层与单一等离子体电解氧化陶瓷层相比,微孔面积明显减小,表面孔隙率降低。随丸粒直径的减小,喷丸强度的增大,复合膜层的微孔数量增多但单个微孔面积减小。对试样施加相同压力时,喷丸强化后试样的疲劳周次较大,复合膜层试样的疲劳周次次之,单一等离子体电解氧化陶瓷层试样的疲劳周次较小;随着喷丸压力的增大,疲劳周次增加。其次发现,复合膜层的耐蚀性随丸粒直径的减小,随喷丸压力的增大复合膜层的耐蚀性增强。