空军工程大学 等离子体动力学重点实验室, 陕西 西安 710038
采用激光冲击强化改善304不锈钢耐磨性能。利用电子背散射衍射(EBSD)、显微硬度和球磨实验分析了激光冲击前后试样的微观组织和性能, 探讨了激光冲击对其磨损性能的影响机理。结果表明, 激光冲击304不锈钢后, 其比磨损率下降, 显微硬度从200 HV提高到260 HV。这是由于激光冲击强化304不锈钢使得材料表层晶粒碎化和大量亚结构形成, 同时诱发马氏体相变的共同作用下, 提高了304不锈钢的显微硬度, 改善了其耐磨性能。
激光冲击强化 304不锈钢 电子背散射衍射 性能 laser shock processing 304 stainless steel EBSD performances 红外与激光工程
2016, 45(10): 1006005
1 空军工程大学 航空航天工程学院, 等离子体动力学重点实验室， 西安 710038
2 中国人民解放军95466部队， 成都 610000
采用YLSS-M60U型高能Nd:YAG激光器，对发动机高压涡轮叶片材料K403/K3铸造高温合金试片进行激光冲击强化处理，强化工艺参数为：激光能量3 J，光斑直径2.6 mm，脉宽20 ns，波长1064 nm，吸收保护层为铝箔，约束层为水，搭接率50%，冲击3次。强化后，在420 MPa应力水平下进行了室温高周振动疲劳测试，并进行了扫描电镜观察和X射线衍射仪物相分析。研究结果表明：激光冲击强化后，试片疲劳寿命是原始状态试片寿命的2.4倍，激光冲击强化的强冲击波作用使金属发生高应变率塑性变形，以及随之产生的较大较深残余压应力，是金属疲劳性能提高的主要原因。
铸造高温合金 高周疲劳 激光冲击强化 显微组织 残余应力 cast superalloy high-cycle fatigue laser shock processing microstructure residual stress 强激光与粒子束
2014, 26(10): 109001
1 空军工程大学等离子体重点实验室, 陕西 西安 710038
2 中国人民解放军95321部队, 湖北 武汉 430222
对K403镍基合金涡轮叶片进行激光冲击强化(LSP)，利用高温高低周复合疲劳试验验证其强化效果。试验结果表明：冲击后裂纹源区附近平坦区较冲击前变大，在快速扩展(FCG)区，激光冲击强化后疲劳条纹间距减小，有大量二次裂纹产生。且强化后在材料表层会引发晶粒细化以及高残余压应力，但在550 ℃/150 min保温下，残余应力部分发生松弛，但是表层细化结构有很好的热稳定性。相比冲击前样件，激光冲击强化后涡轮叶片疲劳寿命提高了140%。热松弛后的残余压应力和表面晶粒细化是镍基合金疲劳寿命提高的主要原因。
激光光学 激光冲击强化 K403镍基合金 高温疲劳 疲劳断口 残余压应力
1 空军工程大学等离子体动力学重点实验室，陜西 西安 710038
2 北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京 100083
为研究激光冲击强化对K4030合金叶片疲劳性能的影响，对K4030合金片进行了激光冲击强化，并对强化后的试样进行了表面粗糙度、残余应力、微观组织和显微硬度测试，对叶片进行了复合疲劳试验。测试结果表明，冲击强化前后试样的表面粗糙度没有明显变化；试样在距离材料表面1 mm的深度内产生大于450 MPa的残余压应力；试样冲击强化区内晶界处的晶粒得到了细化；试样在距离表面0.8 mm深度内的显微硬度得到了提高，且表面的显微硬度提高了16%。疲劳试验结果表明，激光冲击强化可显著提高K4030合金叶片的复合疲劳安全寿命。
激光技术 激光冲击强化 K4030合金 微观组织 显微硬度 残余应力 表面粗糙度 疲劳寿命 激光与光电子学进展
2014, 51(1): 011405
