传统的表面强化技术包括喷丸与滚压。它们都是以表面变形为主,但是无法实现材料表面的定向塑性成形,而且无法控制表层的微观组织的变化。本文进行了矩形坯料表层塑性变形工艺的研究。其目的是使塑性变形主要集中在坯料的表层,而中心部分仅有少量的变形。使变形后的表层组织得到细化,而中心部分组织基本保持原始的状态,以适应航空发动机叶片对抗高温蠕变和疲劳性能的综合要求。本文依据局部加载时沿加载方向的应力分布规律,在此装置上用铅、铝、钢和钛铝合金等材料的试件进行了大量的实验。用网格法测试和研究了变形分布规律。同时,应用体积成形模拟软件DEFORM-3D,对此工艺过程进行了数值模拟。并且,用金相测试法研究了坯料表层和中心部位组织变化的情况;用透射电镜观察了坯料表层和中心部位位错密度的变化情况。上述研究结果表明,矩形坯料经过表层塑性变形工艺后,塑性变形主要集中在坯料的表层,而中心部分仅有少量的变形。