利用激光冲击强化技术对AM50镁合金进行了表面处理, 研究了试样在NaCl溶液中的抗应力腐蚀性能和断口形貌的变化, 并对断口进行了成分分析; 研究了激光冲击层数和氯离子浓度对AM50镁合金耐腐蚀性的影响。结果表明, 大面积激光冲击强化处理的AM50镁合金表面产生了残余压应力, 表层晶粒得到细化, AM50镁合金的抗应力腐蚀性能得到改善。AM50镁合金的抗应力腐蚀性能随激光冲击层数的增加而增强, 但随氯离子浓度的增大而减弱。
激光技术 激光冲击强化 AM50镁合金 应力腐蚀 氯离子浓度 残余压应力
1 北京航空航天大学物理科学与核能工程学院, 北京 100191
2 北京航空航天大学机械工程及自动化学院, 北京 100191
为了研究激光喷丸（LP）对TC17钛合金疲劳强度的影响，采用两次LP工艺对TC17钛合金进行了强化处理，并使用升降法测试比较了LP前后材料的疲劳强度。结果显示，LP可在TC17钛合金表面形成深度为11.7 μm的微凹坑，产生的残余压应力为LP前的2.46倍。残余压应力的增大引起了裂纹源位置的变化及疲劳条带的细化，TC17钛合金的疲劳强度提高了3.9%。
激光技术 激光喷丸 TC17钛合金 疲劳强度 残余压应力 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 111406
1 江苏大学材料科学与工程学院， 江苏 镇江 212013
2 上海交通大学密西根学院， 上海 200240
3 江苏理工学院机械工程学院， 江苏 常州 213000
采用钕玻璃脉冲激光器进行了航空发动机用ЭП866耐热马氏体不锈钢激光冲击强化实验研究。结果表明,不锈钢组织由马氏体板条和析出碳化物组成，多次冲击表层产生高密度位错缠结，回火后仍保留其缠结结构，产生大量的纳米析出相。多次冲击可使表层引入更高幅值的残余压应力，幅值达-715.4 MPa，且残余压应力值随光斑搭接次数增加而增加。500~650 ℃回火处理后残余压应力下降幅度达到50%，具有良好的热稳定性，冲击次数对其影响较小。
激光技术 ЭП866不锈钢 激光冲击强化 残余压应力 热处理 微观结构 中国激光
2016, 43(11): 1102009
1 江苏大学机械工程学院， 江苏 镇江 212013
2 常州工学院机械与车辆工程学院， 江苏 常州 213022
在不同温度下对2024-T351航空铝合金进行了激光喷丸(LP)，研究了温度对其表面力学性能的影响规律，并结合微观组织分析得出了激光温喷丸(WLP)对2024-T351航空铝合金的强化机理。结果表明，激光喷丸2024-T351航空铝合金的显微硬度随喷丸温度的升高而增大，弥散强化效应使得120 ℃激光温喷丸在2024-T351航空铝合金表面诱导的残余压应力幅值显著高于常温激光喷丸。
激光技术 激光温喷丸 显微硬度 残余压应力 中国激光
2016, 43(10): 1002003
1 江苏大学材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212013
2 上海交通大学密西根学院, 上海 200240
3 江苏理工学院机械工程学院, 江苏 常州 213000
为了研究激光冲击对AZ80-T6 挤压镁合金低周疲劳性能的影响，采用钕玻璃脉冲激光器对疲劳试样进行激光冲击强化(LSP)和激光冲击温强化(WLSP)处理，并进行拉-拉疲劳实验。结果表明：LSP 和300 ℃时WLSP 处理后镁合金表面产生的残余压应力分别为-125 MPa 和-158 MPa，而其疲劳寿命分别比原始试样提高11.42%和75.74%。WLSP 明显地延迟裂纹萌生时间，提高AZ80-T6 镁合金的疲劳寿命。另外对激光冲击诱导的镁合金微观结构及其低周疲劳行为进行了分析和讨论。
激光技术 AZ80镁合金 激光冲击温强化 残余压应力 低周疲劳行为 微观结构 中国激光
2015, 42(11): 1103004
空军工程大学等离子体动力学重点实验室, 陕西 西安 710038
针对K24 镍基铸造合金材料表面粗糙度大引起吸收保护层贴合不紧密的问题，提出采用无保护层激光冲击(LSPwC)方法对K24合金进行强化，利用高周疲劳实验验证其强化效果，并从残余应力、微观组织方面讨论疲劳性能改善机理。实验结果表明：相对于原始叶片，LSPwC 后的模拟叶片的疲劳强度提高16%，保温后疲劳强度提高11%。LSPwC 在试样表层诱导产生高幅值残余压应力和高密度位错，从而提高模拟叶片的疲劳性能；保温后，大部分残余压应力发生松弛，位错结构具有较好的热稳定性，这是保温后模拟叶片疲劳性能提高的主要原因。
激光技术 高周疲劳 无保护层激光冲击强化 K24合金 微观组织 残余压应力 中国激光
2015, 42(10): 1003002
1 五邑大学机电学院,广东 江门 529020
2 广东省摩托车先进设计与制造工程技术研究中心,广东 江门 529020
对低合金高强度钢40CrNi2Si2MoVA在激光冲击波作用下引入的残余压应力进行了研究。首先利用激光冲击波强化工艺对试件分别进行1次、2次和3次重复冲击试验,然后在此基础上再进行10%搭接率的重复冲击试验。通过对各试件表面残余压应力和硬度的测量与对比,归纳了激光冲击波强化残余压应力与硬度的特征。最后对40CrNi2Si2MoVA强化影响层深度进行了理论预测与实验对比。
激光冲击波强化 高强度钢 残余压应力 laser shock processing high-strength low alloy steel compressive residual stress
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
为了研究激光喷丸技术对A356铝合金热稳定性能的影响，采用Nd∶YAG激光器对其进行表面激光喷丸处理及将各试样进行220°C退火试验处理的方法，从微观组织、显微硬度及残余应力等方面进行理论分析和实验验证，取得了一系列实验数据。结果表明，激光喷丸处理能够有效提高A356铝合金的热稳定性能，且在材料表面诱导了较大残余压应力，显微硬度和位错密度得到显著提高，晶粒明显细化; 退火后，激光喷丸试样的表面残余压应力下降了30.68%，位错密度从1.63°降到1.51°，显微硬度下降19.42%，表层晶粒尺寸有所长大，但较基体而言，其晶粒尺寸长大幅度较小。这一结果对于拓展激光喷丸技术和A356铝合金的应用领域是有帮助的。
激光技术 热稳定性 激光喷丸强化 残余压应力 位错密度 laser technique thermal stability laser shock peening residual compressive stress dislocation density
中国科学院 沈阳自动化研究所, 沈阳 110016
针对近年来发展的激光冲击强化技术，采用1级谐振8级放大的系统结构和模块化设计方法，研制出了激光冲击强化用短脉宽、大能量的Nd:YAG脉冲激光器，并对激光器技术指标进行了测试分析。在预热20 min后、环境温度变化小于2 ℃的情况下，单脉冲最大输出能量高达25 J，能量不稳定度小于3%，脉宽16~20 ns可调，脉宽不稳定度小于±1 ns，光束发散角小于等于2.5 mrad，重复频率达5 Hz。对TC4钛合金进行激光冲击强化实验，大幅度提高了TC4钛合金试件表面的残余压应力。结果表明，研制的激光器各项性能良好。
激光冲击强化 激光器 短脉宽 大能量 残余压应力 laser peening laser system short pulse width high power compressive residual stress
