镍铝青铜(NAB)是以一种铜为主,并加入镍、铁、锰、铝等元素的多相合金,它具有优异的综合力学性能以及良好的耐腐蚀性能,广泛的应用于船舶、钻井平台等推进装置中,是目前制造螺旋桨所使用的主流材料。然而,铸态镍铝青铜合金由于晶粒粗大、相分布不均和成分不均匀,容易发生腐蚀失效和疲劳失效,难以适应现代大功率螺旋桨的服役条件。腐蚀失效和疲劳失效往往起源于合金表面,因此,表面改性强化是制备大功率螺旋桨材料的必要方式。本文旨在通过机械喷丸和激光喷丸两种方式强化镍铝青铜合金的力学性能以及耐腐蚀性能,从而提升镍铝青铜螺旋桨的服役寿命。通过机械喷丸处理和激光喷丸处理两种方式对镍铝青铜合金进行表面改性,研究喷丸处理对于合金表面形貌和表层组织结构的影响,并分析其组织转变机制。结果表明,两种喷丸方式均可以使得合金表层组织结构强化,其中包括晶粒细化、位错增值、表层畸变增大等。此外,两种喷丸方式能够在镍铝青铜合金表层产生残余压应力场,激光喷丸处理由于输入能量小而集中的特点,使得试样表层残余压应力场深度高于机械喷丸处理后的试样。在喷丸输入能量在一定范围内,组织强化程度和残余压应力层的深度随着喷丸时能量输入加大而增大,而当能量过大时,机械喷丸(SP)和激光喷丸(LSP)处理会使得合金表面产生显微裂纹。喷丸处理通过在合金表层产生组织结构强化和残余压应力场,这会改变合金的力学性能,本文通过显微硬度、拉伸强度、塑性和疲劳性能来评价喷丸处理对于镍铝青铜合金综合力学性能的影响。结果表明,喷丸处理能够使得镍铝青铜合金表层硬度提高,这是由于晶粒细化、位错增值和残余应力的共同作用。激光喷丸相对于机械喷丸能够获得更深的硬化层主要归功于其更深的残余压应力层。对于机械喷丸而言,当喷丸电流≤35A,机械喷丸能够提升材料的抗拉强度,但塑性略有下降;对于激光喷丸而言,当光斑能量≤3J,激光喷丸能使得材料的抗拉强度和塑性均有提升;能量过大时,材料的力学性能显著下降。喷丸处理能够抑制疲劳裂纹的萌生以及减缓裂纹扩展速率,从而提升材料的疲劳性能。疲劳性能的改善主要归功于残余压应力降低了材料的实际受力和减小了裂纹尖端的有效应力比值。适当的喷丸工艺参数下,喷丸处理不仅能够改善合金的综合力学性能,对其腐蚀性能也有一定的改善作用。本文通过原子力显微镜分析喷丸前后试样表面的腐蚀敏感性,并采用电化学试验、浸泡腐蚀试验和应力腐蚀试验评价喷丸前后合金的耐腐蚀性能。喷丸前,试样表面电势分布不均匀,κ_Ⅰ和κ_Ⅱ相表面电势最高,κ_Ⅲ相和κ_Ⅳ相表面电势次之,α相的表面电势则最低,这是由于各个相的化学成分不同所致;喷丸处理后,各个相电势仍然存在差异,但整体电势差较小,仅为-0.06V~+0.07V(小于-0.26V~+0.30V),降低了试样的腐蚀敏感性,使得材料发生选相腐蚀的驱动力降低,进而改善了合金的电化学腐蚀性能和浸泡腐蚀性能。此外,喷丸处理能够够提升合金的抗应力腐蚀性能,喷丸前裂纹起源于试样表面尖端区域,趋向于沿着α+κ_Ⅲ相界处扩展,裂纹扩展速率较大;喷丸后裂纹起源于强化层内部区域,裂纹起源于多个位置,裂纹扩展路径曲折且产生较多的二次裂纹。抗应力腐蚀性能的提升主要是由于喷丸能够降低材料选相腐蚀倾向、残余压应力对于裂纹尖端的闭合作用以及高密度的位错使得裂纹扩展速率较低。