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GH4169合金具有良好的高温力学性能、较强的热腐蚀抗力以及优异的高温抗氧化性,已广泛应用于航空航天领域。然而,GH4169合金硬度不高、抗疲劳强度一般,限制了其在航空结构件中的进一步应用。本文通过对GH4169合金进行高能喷丸处理,研究了喷丸时间和弹丸尺寸对合金表面状态、表面粗糙度、显微硬度、残余应力和表层组织的影响,对比了干喷丸和湿喷丸下合金表层组织和性能差异,探究了GH4169合金喷丸强化机理,获得了以下结论:GH4169合金干喷丸处理后表面缺陷增多,表面完整性下降。1mm和2mm弹丸喷丸后,试样表面缺陷主要表现为翘曲,起皮和塌陷。而4mm弹丸喷丸后,试样表面缺陷主要表现为长条状和多边形状缺陷。干喷丸处理后GH4169合金表面粗糙度、显微硬度和残余应力都显著提升。其中1mm弹丸喷丸3min时,表面粗糙度最小,为2.857μm;4mm弹丸喷丸10min时,表面显微硬度提升最大,为401HV,较原始试样硬度(289HV)提升了39%;随着喷丸时间延长,表层残余应力场强度增加,1mm弹丸喷丸10min时,表层最大残余应力达到了-684MPa。XRD分析结果显示,GH4169合金喷丸后试样表层无相变发生,且随着喷丸时间和弹丸尺寸增加,衍射峰的强度降低,半高宽逐渐增大,表明组织细化程度增加。此外,随着喷丸时间和弹丸尺寸增大,喷丸作用层厚度不断增加。4mm弹丸喷丸10min时,喷丸作用层厚度最大,达到450μm。与干喷丸相比,湿喷丸后试样表面缺陷明显减少,表面缺陷主要表现为起皮。且随着弹丸尺寸增大,水对弹丸的缓冲和润滑作用更显著,对材料表面完整性的保护程度也越高。湿喷丸后试样表面粗糙度较干喷丸相比显著降低,2mm弹丸喷丸10min时,表面粗糙度降低幅度最大,达到了53%。此外,与干喷丸相比,湿喷丸后试样表面残余应力更大,2mm弹丸喷丸10min时,表面残余应力提升了9%左右。GH4169合金经喷丸后,表层形成了较强的残余应力场,表层晶粒内部出现了大量的形变孪晶,且距离喷丸面越近,多系孪晶间的相互交割现象也越明显,孪晶数量越多,组织细化程度越高。因此,GH4169合金干喷丸和湿喷丸的表面强化都是由表层组织细化、形变孪晶形成以及残余应力强化等因素综合作用的结果。