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作为最轻的金属结构材料，镁合金在航空航天和汽车工业等领域具有广泛的应用前景。但镁合金在交变载荷作用下易疲劳失效，限制了镁合金的应用范围。因此，采用激光冲击强化(LSP)和激光冲击温强化(WLSP)技术提高镁合金疲劳性能具有重要的现实意义。 本文以AZ80-T6镁合金为研究对象，对其进行LSP和WLSP处理，以期改善镁合金靶材的表面微观结构和残余应力分布，进而改善镁合金靶材的疲劳性能。对LSP和WLSP后的镁合金靶材进行了残余应力、显微硬度和组织结构等进行了分析，并对其疲劳性能进行了研究探讨，结果表明: LSP和WLSP后镁合金表面形成高幅值残余压应力，最大残余压应力值-158MPa出现在WLSP条件下。LSP和WLSP均明显提高了镁合金表面硬度，WLSP后镁合金强化层深度随功率密度和温度的提高而增加。激光冲击会诱导靶材表面发生剧烈塑性变形，使得冲击区粗糙度高于靶材基体，激光冲击后凹坑呈“平底锅”态。 显微组织分析表明，试样表层晶粒出现细化现象，并且随着温度的升高，晶粒细化程度更加明显，300℃条件下WLSP后镁合金表层晶粒细化，其平均尺寸为17μm。镁合金冲击区晶粒内部出现大量的孪晶和位错，在高温条件下位错大量增殖缠结，析出相与位错相互作用形成稳定的“柯氏气团”。 LSP和WLSP处理均提高了AZ80-T6镁合金疲劳寿命，WLSP较LSP更有效地提高了疲劳寿命，并且随着激光冲击处理温度的升高而增加。LSP使得疲劳裂纹萌生区从原始试样的表面移至次表层，而WLSP后疲劳裂纹萌生区则呈现多源化;疲劳稳态扩展区多呈现脆性解理台阶，300℃条件下WLSP处理后稳态扩展区出现了脆性疲劳条带;失稳断裂区则主要由韧窝和撕裂棱组成，呈韧脆型断裂。疲劳断口附近出现大量孪晶，断裂裂纹以沿晶裂纹为主。 此外，还讨论了激光冲击致晶粒细化及位错孪晶增殖的成因以及激光冲击提高镁合金疲劳性能的机理，分析了WLSP提高镁合金疲劳性能优于LSP的原因。