采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了FeCrNiTa_x（原子数分数x=0，0.2，0.4，0.6，0.8）共晶中熵合金涂层（EMEACs），探究了Ta元素含量对合金涂层的微观组织、硬度和耐磨性的影响。结果表明：面心立方（FCC）相FeCrNi中熵合金涂层（MEACs）在加入Ta元素后，引入了硬质Laves相，形成了与FCC相交且耦合的原位纳米层状共晶结构。当x<0.4时该中熵合金为亚共晶结构，其微观组织由FCC相和共晶组织组成。当x=0.4时合金达到共晶点，存在完全片层共晶组织。当x>0.4时合金为过共晶结构，组织由共晶组织和Laves相组成。与基体相比，所制备的FeCrNiTa_x涂层的硬度值有明显提升，其中x=0.8时合金涂层的维氏硬度值最高，高达705.3 HV，约为不锈钢基体的3.7倍。随着维氏硬度的提高，该合金涂层的耐磨性也得到显著改善，FeCrNiTa_0.8合金具有最佳的耐磨性，磨损形式以黏着磨损和氧化磨损为主。

为了改善冷喷涂纯铝涂层表面形貌，结合激光冲击强化技术与冷喷涂技术，使用低压冷喷涂设备，以压缩空气作为介质，在镁合金表面上制备了一层纯铝涂层，研究了冷喷涂纯铝涂层在不同激光冲击次数作用下的表面形貌、粗糙度、物相、残余应力和显微硬度的变化。试验结果表明，激光冲击后涂层表面形貌趋于平整，激光冲击1、2、3次后的表面粗糙度相较于原始涂层分别降低了30.67%、50.96%、58.53%，但粗糙度降幅逐渐下降，残余应力状态由拉应力逐渐转变为压应力，涂层表面显微硬度分别提高了16.22%、27.46%、34.49%，单次的增幅呈现下降趋势。首次激光冲击对涂层表面的作用效果最为明显，后续冲击的作用效果不断衰减，总体作用效果随激光冲击次数的增加而不断提升。

针对激光熔覆后, 部分材料基体表面会含有少量的微气孔, 微气孔的存在直接导致在激光冲击处理期间材料机械性能的改变。进行铝合金整合微气孔的激光冲击强化数值模拟, 在ABAQUS有限元软件中建立均匀基体和含有微气孔基体的二维轴对称有限元模型。研究熔覆层中的微气孔对激光冲击过程中, 冲击波速度、残余应力场、表面塑性变形以及能量变化影响的数值模拟, 对这些效应的基本机制进行了系统的研究。数值模拟结果表明, 与均匀基体相比, 微气孔周围存在显著的压应力, 为抑制裂纹的萌生提供有力条件; 微气孔的存在削弱了冲击波的传播速度, 平均速度下降约3.94%; 此外, 微气孔的存在影响最终的能量吸收。

针对激光熔覆过程, 建立FLUENT三维瞬态熔化-凝固模型, 研究由表面张力梯度引起的Marangoni流对熔池温度、温度梯度、熔体冷却速率和流动行为的影响。研究结果表明, 激光熔覆区域的温度场基本呈椭圆形分布, 且在Marangoni流影响下, 熔池内温度、温度梯度和冷却速率均低于无Marangoni流影响下的温度、温度梯度和冷却速率。同时, 在Marangoni流影响下, 熔池表面的熔体流向为径向向外, 形成两个方向相反的涡流, 并在表面引发流速奇异双峰现象, 即熔池中心流速最小而两侧流速最大。随着熔池深度的增加, 流速奇异性逐渐消失。

We address the effects of processing parameters on residual stresses and fatigue properties of LY2 Al alloy by laser shock processing (LSP). Results show that compressive residual stresses are generated near the surface of samples due to LSP. The maximum compressive residual stress at the surface by two LSP impacts on one side is higher than that by one LSP impact. The maximum value of tensile residual stress is found at the mid-plane of samples subjected to two-sided LSP. Compared with fatigue lives of samples treated by single-sided LSP, lives of those treated by two-sided LSP are lower. However, these are higher than untreated ones.