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噴丸強化原理和作用主要是利用高速噴射的細小丸料在常溫下撞擊受噴工件表面，使工件表層材料產生彈塑性變形，并呈現較高的殘余壓應力，從而提高工件表面強度及疲勞強度。噴射的的彈丸流就像無數的小錘錘擊金屬表面，使得金屬表面產生塑性變形，也就是冷作硬化層，通常也稱為表面強化層。

噴丸一方面使零件表面發生彈性變形，同時也產生了大量孿晶和位錯，使材料表面發生加工強化。噴丸對表面形貌和性能的影響主要表現在改變零件的表面硬度、表面粗糙度、抗應力腐蝕能力和零件的疲勞壽命。零件的材料表層在丸料束的沖擊下發生循環塑性變形。根據材料的性質和狀態的不同，噴丸后材料的表層將發生以下變化；硬度變化、結織結構變化、相轉變、表層材料的殘余應力場的形成、表面粗糙度的變化等。合理地利用表面塑性變形層內的殘余壓應力場（應力強化）和變形的顯微組織（組織強化），可以改善金屬材料的疲勞斷裂、應力腐蝕（氫脆）及斷裂抗力。