钛及其合金具有高的比强度,优良的耐蚀性和生物相容性等优异性能,被广泛地应用于航空航天、生物医学和化学工业等领域。如今随着机械工业尤其是航空航天工业的不断发展,对钛合金的疲劳性能提出了更高的要求。因此,表面强化技术得以应用。本文通过整理多种表面机械强化技术,分析比较了各种技术对Ti-6A1-4V表面完整性和疲劳性能的影响。同时采用超声滚压技术对TC4进行了表面强化,并对其表面组织性能和高频-超声疲劳性能进行了系统的测试分析。研究的结论如下。(1)超声滚压技术可以在不破坏试样尺寸的基础上有效降低TC4的表面粗糙度,提高表层硬度,细化表层晶粒,并在TC4表层引入了一层残余压应力。(2)在高频疲劳试验和超声疲劳试验中,TC4超声滚压试样的疲劳寿命都降低了。原因是由于超声滚压使TC4表层晶粒细化,表面强度提高,导致材料不均匀,从而在循环加载过程中发热量更大,影响了疲劳寿命。(3)对TC4超声滚压试样进行真空热处理后,表层形成更均匀的梯度结构,经过200 ℃和300 °C处理后试样的疲劳寿命比热处理前稍有提高;但是当温度提高到400 ℃及以上时,试样的疲劳寿命大幅度降低。(4)相同应力幅下,与超声疲劳加载相比,试样表面的残余压应力在高频疲劳加载过程中释放的更快,最终残留的压应力更小。