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强激光直接辐照铝靶诱导残余应力分布特性

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摘要

为研究强激光直接辐照靶材诱导残余应力的分布特性,利用Nd: YAG型激光器对7075铝合金试样在无吸收层条件下进行激光辐照处理试验,并与有吸收层条件下的激光辐照处理试验进行对比。使用超景深显微镜和扫描电子显微镜观察试样表面形貌,再使用X射线应力仪和显微硬度计分别测量靶材的残余应力和显微硬度。结果表明:激光直接辐照后的铝合金试样表面产生重熔层和激光烧蚀斑点;试样表面分布着残余拉应力,最大值为116.2 MPa;试样表层由外及里分布的残余应力为“残余拉应力-残余压应力-残余拉应力”,最大残余压应力为153.6 MPa;显微硬度在厚度方向的最大值为174.5 HV。有吸收层时,吸收层被激光辐照处存在近似光斑大小的圆形烧蚀区域,去除吸收层后试样表面出现光滑的凹坑;试样表面分布着残余压应力,最大值为264.7MPa;试样表层由外及里分布的残余应力为“残余压应力-残余拉应力”,最大残余压应力为258.3 MPa;显微硬度在厚度方向的最大值为193.6 HV。有吸收层条件下比激光直接辐照时,残余压应力和显微硬度在厚度方向的最大值更大,且影响层深度更深。获得的残余应力分布特性为分析激光直接辐照金属靶材提高疲劳性能的机制提供了参考。

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DOI:10.3788/lop55.021409

作者单位:

引用该论文

黄志伟,张兴权,陈彬,童靳于,方光武,段士. 强激光直接辐照铝靶诱导残余应力分布特性[J].激光与光电子学进展,2018,55(2):021409.