未来超超临界机组的发展目标为:大型化、一体化及长寿命,这一目标的实现在很大程度上取决于汽轮机关键大型部件疲劳强度及抗腐蚀性能。汽轮机过渡区叶片在工作环境中会经受腐蚀介质、循环载荷和高温水蒸汽的共同破坏作用,叶片表面出现的点蚀、腐蚀疲劳和气蚀破坏问题会导致其断裂失效。表面塑性变形技术能够显著提高金属材料的耐腐蚀性、机械性能和抗气蚀性,从而提高汽轮机叶片的服役寿命。激光冲击强化（LSP）技术具有超高应变率、高压、超快等显著特点,具有常规表面加工方法无法比拟的优势。然而,对于激光冲击双相材料的微观组织演变规律、残余应力与微观组织对腐蚀/气蚀行为的影响,尚缺少系统的研究。本文以2Cr13马氏体不锈钢为研究对象,对激光冲击诱导的梯度纳米化机制、抗电化学腐蚀性能、抗气蚀性能以及抗腐蚀疲劳裂纹扩展性能这四个方面进行了系统的基础研究,获得了以下主要结论和创新性成果:（1）不同层数激光冲击2Cr13钢诱导的基体和碳化物梯度纳米化机理:基于透射电镜观察、能谱元素面扫和X射线衍射物相分析,对激光冲击2Cr13钢塑性变形层不同深度处的基体和碳化物进行了表征,首次揭示了马氏体板条和碳化物双相梯度纳米化机理。结果表明:梯度纳米结构的形成机制是以位错运动为主,碳化物的存在促进位错的运动;当马氏体板条细化到小于碳化物的尺寸时,碳化物也发生细化甚至纳米化,多方向的位错滑移将碳化物细分为纳米级碳化物;在超高应变率和超高压激光冲击波的力学作用下,碳化物也发生了碎化分离现象,原因是微裂纹沿着非晶剪切带扩展并贯穿碳化物;除了碳化物的细化及碎化现象,激光冲击强化还会诱导纳米碳化物的析出,超高应变率诱导的温升促进纳米碳化物在高密度位错处形核并长大;另外,碳化在塑性变形过程中会发生明显的分解现象,主要表现为碳化物内部Cr含量的减少和Fe含量的增多,碳化物分解是基体流动引起的碳化物界面磨损与碳化物塑性变形协同作用的结果;最后,对比于1层冲击,2层冲击诱导的马氏体板条和碳化物细化程度更高。（2）激光多层冲击2Cr13钢电化学腐蚀萌生和扩展行为:通过对阻抗谱和动电位极化曲线的测量以及腐蚀形貌扫描电镜观测,从残余压应力和微观组织两方面分析了激光冲击对电化学腐蚀萌生和扩展的抑制作用机理,建立了腐蚀形貌和微观组织的对应关系。结果表明:冲击试样的电荷转移电阻和点蚀电位显著提升,表明激光冲击对腐蚀萌生有着明显的抑制作用;冲击试样的腐蚀电流密度明显降低,表明激光冲击显著降低腐蚀扩展速率;电化学腐蚀性能提升的主要原因是马氏体板条纳米化、碳化物分解、Cr元素偏析和残余压应力,腐蚀性能随着冲击层数的增加而提升;原始试样的腐蚀萌生发生在富Cr碳化物周围的贫Cr区,腐蚀扩展主要是沿着马氏体板条界,而在冲击试样中碳化物附近发生的腐蚀萌生受到抑制,腐蚀扩展主要沿着超细晶/纳米晶晶界。（3）激光多层冲击2Cr13钢气蚀萌生和扩展行为:通过气蚀试验、表面形貌扫描电镜观察和能谱元素面扫,研究了不同层数激光冲击对2Cr13钢在蒸馏水和砂粒悬浊液中气蚀行为的影响,从残余压应力和微观组织两方面讨论了激光冲击对气蚀萌生和扩展的抑制作用机理,建立了气蚀形貌和微观组织的对应关系。结果表明:由于残余压应力和微观组织演变的协同作用,激光冲击显著提升2Cr13钢在蒸馏水和砂粒悬浊液中的抗气蚀性能,且抗气蚀性能随着冲击层数的增加而提高;原始试样的气蚀裂纹首先在磨痕附近的粗大碳化物周边开始萌生,随后沿着磨痕和马氏体板条界进行扩展;而由于激光冲击诱导碳化物碎化,冲击试样的气蚀疲劳裂纹在碳化物附近的萌生点数量减少,裂纹萌生受到抑制,且裂纹扩展沿着磨痕和细化晶粒的晶界进行,扩展过程中遇到大量晶界而受阻。（4）表面梯度脉冲能量激光冲击2Cr13钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为:通过微观组织表征、残余应力测量、腐蚀疲劳试验和断口形貌观测,研究了梯度能量激光冲击对2Cr13钢在Na Cl溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展性能的影响,基于表面梯度残余压应力和溶液p H值推导了腐蚀疲劳裂纹扩展速率的数学模型,建立了断口形貌和微观组织的对应关系。试验结果表明:激光冲击能够有效提升2Cr13钢在酸性（PH 3）、中性（PH 7）和碱性（PH 11）Na Cl溶液中的腐蚀疲劳性能;梯度能量激光冲击有效降低了裂纹扩展速率,进而提升腐蚀疲劳寿命;腐蚀疲劳性能提升主要是由于残余压应力和微观组织演变的协同作用;原始试样的裂纹扩展主要是沿着马氏体板条界,而冲击试样的裂纹扩展沿着超细晶晶界。