激光冲击强化技术的研究进展

综合介绍激光冲击强化技术在高周疲劳、腐蚀防护、生物医疗和精密成形领域的代表性应用,深入讨论激光冲击强化在相应领域的优势与有待解决的问题,并针对应用发展趋势进行分析。在高周疲劳延寿、腐蚀防护领域,激光冲击强化技术已实现批量化生产;在生物医疗领域,激光冲击强化技术的研究成果已接近生产应用,激光冲击强化在大型壁板精密成形方面已有小批量生产订单,在微系统领域也已获得较好的研究成果,趋于实用化,应用前景非常乐观。同时,针对不同应用领域的发展阶段与具体需求,也为激光冲击强化设备开发指明了多样化的发展方向。     

激光冲击强化对TiAl合金组织和性能的影响

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 064nm、脉宽为20ns、单脉冲能量为0～22J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9J时,表面显微硬度增加了33.4%,粗糙度由0.042μm增大到了0.285μm,表面残余压应力由20MPa增加到了297MPa,表面微观形貌出现了凸凹不平,局部纹理和层状微结构。将9J激光冲击强化后的试件在650℃下保温4h后,残余压应力值从297MPa降到230MPa,显微硬度值从377HV0.2降到345HV0.2,(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。