李玉琴
,
何卫锋
,
聂祥樊
,
李靖
,
柴艳
稀有金属材料与工程
为了研究激光冲击强化技术在高温部件上应用的可行性,研究了GH4133镍基高温合金激光冲击后强化效果的热稳定性.分别采用激光冲击强化、激光冲击强化加保温的方法进行处理,并利用SEM、显微硬度和残余应力的测试方法分析了温度对激光冲击处理后GH4133材料微观组织和力学性能的影响.通过冲击强化后涡轮叶片的高温疲劳试验验证强化效果的热稳定性,并分析其高温下的强化机制.结果表明,激光冲击强化可以在GH4133镍基高温合金表层产生较大残余压应力,细化晶粒;并且在温度作用下,激光冲击GH4133合金形成的细化晶粒在析出相的钉扎作用下具有 较好的热稳定性.另一方面残余压应力的应力集中减小,分布均匀.两者的共同作用提高了强化效果的热稳定性,有利于疲劳性能的提高.
关键词:
GH4133镍基高温合金
,
激光冲击强化
,
微观组织
,
残余应力
,
热稳定性
聂祥樊
,
何卫锋
,
王学德
,
李启鹏
,
柴艳
稀有金属材料与工程
针对航空发动机TC17钛合金叶片易受外来物打伤实际问题,需要进一步提高叶片的疲劳强度.对板状TC17钛合金进行不同激光功率密度下的激光冲击,分别利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、残余应力测试仪和显微硬度计分别对激光冲击前后TC17钛合金的组织和力学性能进行了观察和测试,再选取强化效果较好的功率密度为4 GW/cm2时对叶片强化后进行振动疲劳试验.结果表明:TC17钛合金在不同功率密度激光冲击后,表面组织产生大量高密度位错和纳米晶,随着功率密度的增大,晶粒细化程度越大;残余应力值和显微硬度都随深度增加而减小,表面显微硬度提高了20％,并形成800 μm左右的硬度影响层;而功率密度为4 GW/cm2时提高幅度最大,HV0.1硬度为4310 MPa,表面残余压应力达到628.2 MPa,且残余应力在280和450℃下具有较好的热稳定性;TC17钛合金叶片在4 GW/cm2参数下强化后,其振动疲劳寿命提高了2倍.
关键词:
TC17钛合金
,
激光冲击强化
,
纳米晶
,
残余应力
,
疲劳寿命
何卫锋
,
李玉琴
,
李应红
,
李靖
,
聂祥樊
材料科学与工艺
为提高38CrMoAl钢渗氮层的质量和耐磨性能，提出并采用激光冲击增强渗氮的方法，进行了不同处理状态试样的磨损性能试验，采用XRD、SEM对试样微观组织进行分析，并探讨激光冲击增强渗氮的机理．试验结果表明：与渗氮相比，激光冲击波处理后渗氮试样的比磨损率为9．47×10－15m3／Nm，降低了50％，其表面显微硬度提高了12％；激光冲击波作用使表层材料产生高密度位错，甚至细化晶粒，从而在渗氮过程中增加了扩散通道，使更多的N原子间隙固溶到α－Fe中，对渗层起到了固溶强化的作用；形成的渗氮层微观组织致密，无缺陷，大量氮化物沿晶界高度弥散均匀分布，起到弥散强化的作用，从而提高了材料耐磨性能．
关键词:
激光
,
冲击波
,
渗氮
,
38CrMoAl钢
,
显微硬度
,
高密度位错
,
耐磨性能
何卫锋
,
李应红
,
李启鹏
,
聂祥樊
,
李玉琴
,
周磊
稀有金属材料与工程
针对TC6钛合金进行了激光冲击强化(LSP)参数设计,应用XRD衍射仪对LSP试件进行了残余应力分布规律测试和图谱分析,采用透射电子显微镜对强化层微观组织进行了观察,对有无LSP标准振动疲劳试件进行了振动疲劳对比试验.研究表明,TC6钛合金LSP较佳功率密度为3 GW/cm2,LSP能在材料表层产生深度为1.6 mm的高数值残余压应力场,表面残余应力可达-660 MPa,深度为0.1 mm处残余应力最大,最大值可达-690 MPa; LSP后没有新相产生,且晶粒细化、残余微观应变导致Bragg衍射峰宽化；LSP后钛合金表层出现高密度位错和纳米晶；钛合金标准振动疲劳试件LSP后疲劳极限由438.6 MPa增加至526.7 MPa,提高20.1％；疲劳断口分析表明LSP产生的组织细化和高数值残余压应力场可以有效抑制疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提升TC6钛合金的抗疲劳性能.
关键词:
TC6钛合金
,
激光冲击强化
,
残余压应力,纳米晶
,
振动疲劳
李媛
,
何卫锋
,
聂祥樊
,
游熙
,
周留成
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.20161225001
为研究激光冲击强化对钛合金试件疲劳性能的影响,在标准试件的裂纹扩展路径上设计了全强化和间隔强化两种不同的强化方案,研究激光冲击强化对试件疲劳寿命和裂纹稳定扩展时速率的影响规律,利用有限元数值模拟和X射线残余应力测试获得了试件的残余应力场分布状态,并对比分析了试件的断口形貌和微观组织特征.结果表明:相比于未强化试件,激光冲击强化后试件的平均疲劳寿命分别提高了2.14倍和1.90倍,两种不同的冲击强化方法分别降低钛合金试件的裂纹扩展速率24％和15％.间隔强化后试件表面产生-512 MPa的最大残余压应力,裂纹扩展的C'值为-7.3,m值为2.6,而强化间隔区引入最大值为82.4 MPa的残余拉应力,裂纹扩展速率急剧升高,C'值减小至-13.6,m值为8.0.当裂纹扩展到强化区时,扩展速率再次降低,激光冲击强化对TC17钛合金疲劳裂纹扩展有显著的抑制作用.
关键词:
激光冲击强化
,
TC17钛合金
,
残余应力
,
疲劳
,
裂纹扩展
