金属基复合材料因其综合性能优越在工业上有着广泛的应用。喷丸是一种应用广泛的机械表面强化工艺。为了进一步改善金属基复合材料表面力学性能,本文用不同喷丸方式对SiCw/Al金属基复合材料进行强化,通过分析喷丸对残余应力和组织结构的影响、残余应力松弛行为、组织结构的回复和再结晶行为、以及塑性变形层力学性能,揭示了喷丸对金属基复合材料表层力学性能强化机理。为了得到不同喷丸参数对SiCw/Al复合材料残余应力场的影响,本文建立了SiCw/Al复合材料均质模型和非均质模型。均质模型结果表明:提高喷丸覆盖率可以提高残余压应力场的深度和大小。密度大的弹丸在其他喷丸条件相同的情况下所产生的残余压应力层深更深,残余压应力值也更大。小直径的弹丸可以得到更大的表面残余压应力和最大残余压应力值,而大半径的弹丸则可以得到更深的残余压应力层深。增加弹丸速度可以有效提高最大残余压应力层深和残余压应力层深,但对于SiCw/Al复合材料表面残余压应力和最大残余压应力的影响非常小。非均质模型结果表明:喷丸SiCw/Al复合材料中增强体由于其屈服强度和弹性模量远高于基体材料,因而在喷丸过后会在塑性变形层增强体内部形成残余拉应力,而在基体区域形成残余压应力,这种应力分布有利于提高喷丸SiCw/Al复合材料表面力学性能。应力喷丸、变温热喷丸和复合喷丸能够在普通喷丸强化的基础上,进一步优化残余应力和组织结构,使其更利于SiCw/Al材料力学性能的提升。复合喷丸结合了应力喷丸和变温热喷丸的优点,其强化效果最显著。通过研究SiCw/Al喷丸残余应力的松弛行为,证实了外加载荷越大,加热温度越高,残余应力松弛量越大。SiCw/Al在高温下的残余应力松弛符合Zener-Wert-Avrami规律,通过计算得到其应力松弛激活能为135.1 kJ/mol。同时分析得到应力激活能的大小和增强体自身性质有密切关系。通过XRD线形分析方法,分析不同喷丸处理下SiCw/Al微观结构演变。结果表明喷丸能够有效细化晶粒、提升显微畸变和位错密度值。表层原始织构在喷丸后基本消除。通过分析在不同温度下喷丸SiCw/Al回复和再结晶行为,得到SiCw/Al复合材料和6061Al基体合金的晶界迁移激活能分别为250和232 kJ/mol,显微畸变松弛激活能分别为226和217 kJ/mol,SiCw增强体对晶界的强烈钉扎作用,是造成喷丸SiCw/Al晶界迁移激活能和显微畸变激活能比基体合金高的主要原因。所有喷丸强化工艺都提高了SiCw/Al复合材料表层硬度、塑性变形层残余应力场强度,同时使微观结构朝着有利于表层力学性能提升的方向变化。在一定温度下喷丸SiCw/Al复合材料中产生析出相Mg2Si,能够对位错起到钉扎作用,使得位错进一步增殖和对位错运动起到阻碍作用,能够增强喷丸对材料表层力学性能的强化效果。残余应力强化和组织强化是SiCw/Al复合材料的两种强化方式,这两种强化方式都对材料性能的提升有重要作用。残余应力强化的本质是通过表层残余应力来减小材料实际承受载荷的水平,而组织强化的本质是通过对微观结构的改变使得材料本身力学性能增加。增强体在应力强化和组织强化中均起到了重要作用,能使得残余应力场和组织结构在外载和一定温度下更稳定。