作为典型的轻量化材料,镁合金在诸多应用领域都是理想的工业材料。但是,镁合金耐蚀性差是限制其作为结构材料规模化应用的关键障碍。激光冲击强化（Laser shockpeening,简称 LSP）和表面磷化（Surface phosphate conversion,简称SPC）是提高镁合金耐腐性能的两种有效的表面处理方法,随着工业化的进步,复杂极端的服役环境对结构材料提出了更高的要求,单一的表面处理技术逐渐难以满足防腐的需求。对此,本文采用激光冲击和表面磷化两种防腐工艺复合强化AZ31镁合金,通过表层形貌表征和腐蚀实验等综合评估复合防腐工艺的可行性和优越性。本文主要研究内容与成果如下:激光冲击与表面磷化复合强化的理论基础。基于镁合金表面的成膜机理,分析磷化膜（Phosphate conversion coating,简称PCC）质量的影响因素,结合激光冲击强化原理和材料超高应变率变形机制,研究激光冲击诱导微观结构及应力场的响应对调控成膜过程的作用机理;分析激光冲击与表面磷化复合强化对镁合金腐蚀的影响,揭示复合强化的协同防腐机制。激光冲击强化AZ31镁合金的表面形貌与微观组织。采用共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备研究激光冲击强化对镁合金表面形态、物相组成和微观组织的影响,实验结果表明:单点激光冲击能量越大,材料表面产生的应变越大。镁合金经过激光冲击强化后没有新的相产生,但是增大了表面的粗糙度,形成一定深度的残余压应力。大面积激光冲击能够诱导镁合金表层产生位错缠结和孪晶等晶格缺陷,实现表面晶粒细化。激光冲击预处理对镁合金表面磷化成膜机理和质量的影响。通过磷化膜的形貌观测和元素分析,以及划格实验等方式,系统研究了激光冲击预处理对磷化成膜过程、磷化膜厚度和结合强度的影响,实验结果表明:激光冲击预处理可以促进磷化物的沉积,抑制磷化物的溶解。制备时间为30min时,磷化物的沉积量最多,与未处理试样相比,激光冲击试样表面沉积的磷化膜缺陷更少,厚度更大,结合力更强。激光冲击和表面磷化复合强化镁合金的耐蚀性。通过电化学腐蚀和全浸泡腐蚀实验研究不同方式处理的镁合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性,结果表明:激光冲击强化形成塑性变形层为后续磷化反应提供了良好的表面特性,磷化反应在冲击试样表面形成质量更好的磷化膜。此外,位于磷化膜底部的形变层发生晶粒细化,并引入一定深度的残余压应力,当表面磷化膜被腐蚀脱落后,形变层能够持续为镁合金提供防腐保护。与单一防腐方式相比,复合强化工艺防护效果更明显,耐蚀性能进一步提高,能更好抵御腐蚀液对镁合金基体的腐蚀破坏作用。