铝合金是航空、国防工业中使用最广泛的材料之一，很多关键结构件大多服役在高温或是疲劳加载条件下，因此，提高材料在高温环境或疲劳加载环境下的使用性能是实际应用中的首要问题。本文基于激光温喷丸强化技术，采用机理研究与实验相结合的方法，对6061-T6铝合金试样强化后的性能稳定性进行研究，主要工作如下:　　 (1)基于动态应变时效的理论，探讨了超高应变率下热力耦合的流变应力模型，分析了喷丸温度及激光能量对激光温喷丸后残余应力场以及塑性应变层的影响，从微观角度出发，研究了激光温喷丸后高温及疲劳加载下残余应力释放规律。　　 (2)利用高能量纳秒级脉冲激光，在不同能量和喷丸温度条件下，对6061-T6铝合金试样进行激光温喷丸强化处理，测定了试样沿表面、深度方向的残余应力和显微硬度;通过光学显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜分析了喷丸区域微观组织和结构的变化，发现，激光温喷丸强化后的晶粒得到明显细化，半高宽得到宽化，并且在铝合金试样内部诱发大量的位错缠结，表明在高温下进行激光喷丸强化是有效的。　　 (3)采用干燥箱对喷丸后的铝合金试样进行高温条件下的应力释放实验，研究了激光温喷丸强化对材料热稳定性能的影响。结果表明无论是激光喷丸强化还是激光温喷丸强化，保温后半高宽明显变小，试样的残余应力均出现一定程度的释放，但激光温喷丸强化后由于动态应变时效和动态析出，使6061-T6铝合金试样内部产生析出物，导致位错钉扎，使得位错组织更加稳定，从而表现出了良好的热稳定性能。　　 (4)此外，还采用了MTS疲劳拉伸机对喷丸后铝合金试样进行了疲劳加载下残余应力稳定性的实验。实验结果表明残余应力的稳定性与位错组织的稳定性有极大的关系，相比于常温激光喷丸，激光温喷丸强化试样的残余应力释放缓慢，同样，激光温喷丸强化显著提高了6061-T6铝合金的疲劳加载下应力稳定性能。