一般情况下，金属材料的疲劳失效萌生于材料的表层，所以材料抗疲劳性能的提高依赖于其表层性能的提升。抗疲劳制造技术的关键之一就是构筑性能优良的表面变质层。高压水射流表面强化是构筑金属材料表面变质层的有效方法之一，其原理是金属材料表层在高压水射流的冲击下发生塑性变形，形成一定深度的变质层。变质层中的残余压应力和晶粒细化，对材料抗疲劳性能的提高起积极作用。本文以304奥氏体不锈钢为研究对象，对高压水射流改性技术开展了研究，主要研究内容有:　　(1)采用正交试验方法，研究了影响强化效果的试验因素（水压、靶距、速度、间距）。　　以表面残余应力、表面硬度和表面粗糙度为性能指标，采用多指标公式评分法对三个性能指标进行评估，综合表征水射流技术的强化效果，对影响强化效果的试验因素作出科学的显著性排序。最终得到试验因素的显著性排序:间距≈水压＞速度＞靶距。　　(2)试验研究了水压对表面形貌、微观组织、物相组成以及力学性能的影响规律。　　高压水射流处理后，表面晶粒尺寸得到较高程度的细化，最小晶粒尺寸比基体下降了90.7％;最大表面硬度较基体材料提高了44.1％，硬化层最深约达到400μm;并且变质层中引入了一定程度的残余压应力，表面最大残余压应力为-357MPa;变质层中存在马氏体转变;室温拉伸试验表明:最佳的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为255MPa、848MPa和73.3％，与未处理试样相比，分别提高了20.2％、7.6％和9.8％;试验发现:最佳的材料性能参数均在200MPa的水压下产生。　　(3)利用ABAQUS通用有限元软件，模拟了水压对高压水射流改性效果的影响。　　模拟结果表明:表面残余压应力、最大残余压应力、最大残余应力层深度和残余压应力场深度都随着水压的增大而增大。为验证有限元模拟结果的准确性，利用试验进行了验证，结果表明:在合理的工艺参数下，有限元法计算的表面残余压应力值与试验数据近似吻合。