为研究激光冲击强化对TiAl合金组织和性能的影响, 利用波长为1 064 nm、脉宽为20 ns、单脉冲能量为0~22 J的Nd:YAG激光器对TiAl合金试件进行了实验研究。采用显微硬度计、表面粗糙度仪和扫描电镜分别测量了激光冲击强化前后的表面显微硬度、粗糙度和表面微观形貌, 利用X射线应力分析仪测量了激光冲击强化表面残余应力和晶面极性, 并分析了其高温稳定性。实验结果表明: 当单脉冲能量增加到9 J时, 表面显微硬度增加了33.4%, 粗糙度由0.042 μm增大到了0.285 μm, 表面残余压应力由20 MPa增加到了297 MPa, 表面微观形貌出现了凸凹不平, 局部纹理和层状微结构。将9 J激光冲击强化后的试件在650 ℃下保温4 h后, 残余压应力值从297 MPa降到230 MPa, 显微硬度值从377 HV0.2降到345 HV0.2, (002)晶面取向有向中心移回的趋势。得到的数据显示, 激光冲击强化能够极大地改善TiAl合金的组织和性能, 且具有一定的高温稳定性。

研究了激光冲击强化前后TiAl合金显微硬度的分布变化情况，利用波长为1064 nm、脉宽为14 ns，能量范围为2～6 J的Nd:YAG激光器对合金进行冲击强化。经过对表面显微硬度分布系统的研究，包括表面、断面及单光斑进行显微硬度的测试，并绘制相应的变化曲线，实验结果显示，显微硬度可以提高31.2%；同时显微硬度的峰值并不在试样表面，而是在其内部；对单点的显微硬度进行分析可以看出，单光斑的硬度分布满足高斯定理，与单光斑的能量分布测试结果一致。