孟宪凯
,
周建忠
,
黄舒
,
盛杰
,
韩煜航
,
朱炜立
,
陈寒松
,
苏纯
稀有金属材料与工程
使用Nd:YAG纳秒激光器分别在试样表面温度为20、100、200、300以及400℃下对TC4钛合金狗骨状拉伸试样进行激光喷丸表面强化,然后使用疲劳试验机在高周疲劳条件下对试样进行残余应力释放测试与疲劳寿命测试,并使用热场发射扫描电镜研究激光温喷丸后试样的断口特点.结果表明,经过10 000次循环载荷后,试样表面温度为20、100、200、300及400℃时激光喷丸TC4钛合金试样的残余压应力幅值分别下降至-100、-75、-132、-196与-146 MPa;由于较高的残余压应力幅值及较低的残余应力释放速度,300℃时激光温喷丸试样的疲劳条带间距约为0.42 μm,比20℃激光喷丸降低了约64％.300℃时激光温喷丸试样的疲劳寿命高达147 846次,约为20℃激光喷丸试样的1.7倍.
关键词:
激光光学
,
残余应力释放
,
高周疲劳
,
激光温喷丸
,
TC4钛合金
黄舒
,
盛杰
,
周建忠
,
王作伟
,
章海峰
,
徐苏强
,
鲁金忠
稀有金属材料与工程
为了研究激光喷丸对IN718镍基合金微观组织特性的影响及其在高温下的稳定性,首先在常温下对标准拉伸试样关键区域进行激光喷丸处理,随后将喷丸样置于700℃下保温300 min,作为对比,分别测试了未喷丸样、喷丸样和喷丸高温保持样的表层残余应力和纳米硬度,并采用光学电镜和透射电镜对其微观组织特征进行观测.结果表明,激光喷丸后试样的表层出现了高幅值的残余压应力,最高值出现在喷丸中心,约为-706 MPa;激光喷丸后试样的表层硬度显著提高,平均纳米硬度提高了约67.4％;高温保持后试样的残余应力和纳米硬度均有不同程度的降低,但与未喷丸试样相比,强化增益效果仍然存在;显微组织观察结果显示,激光喷丸后,试样深度方向上晶粒形态均出现了显著的“分层”现象,塑性变形层晶粒细化明显,其影响深度可达80 μm;保温后喷丸样晶界处可见析出条状δ相;TEM图像进一步表明,激光喷丸诱导的晶粒细化是条状孪晶和位错组织混合交织的结果;保温后喷丸样晶界处发现了沿同一方向向晶内延伸的位错阵列,这很好地验证了位错在高温下的活性,且是激光喷丸抑制晶粒在高温下快速增长的直接证据.
关键词:
IN718镍基合金
,
激光喷丸
,
高温性能
,
显微组织
周建忠
,
韩煜航
,
黄舒
,
孟宪凯
,
盛杰
,
朱炜立
,
徐苏强
稀有金属
为了研究激光温喷丸对IN718镍基合金高温释放行为的影响,以20℃室温激光喷丸(LP)和260℃激光温喷丸(WLP)处理的IN718镍基合金为研究对象,从微观组织、残余应力等角度,通过保温试验探索了温度、时间与残余应力释放的关系,并从高温软化和蠕变理论角度对残余应力的高温释放规律进行分析.结果表明,WLP较LP处理的IN718镍基合金具有更好表面高温稳定性和更高位错密度,且晶粒细化更为明显;随着保温温度的升高,LP和WLP处理件残余应力释放幅度均明显增大,但前者释放速度更快,且位错密度有明显减小的趋势;700℃保温500 min后,LP和WLP处理件表面残余应力分别释放68％和36.7％,最大残余应力释放率出现在保温初始阶段,且释放规律符合Zener-Wert-Avrami函数.
关键词:
IN718
,
激光温喷丸
,
高温释放
,
残余应力
,
位错密度
黄舒
,
周建忠
,
盛杰
,
朱伟
,
钟辉
,
梅於芬
稀有金属材料与工程
对Ti13Nb13Zr合金进行激光喷丸强化处理,处理前后试样分别在3.5％的NaCl溶液和Hank's溶液中进行往复滑动摩擦试验,研究激光喷丸对Ti13Nb13Zr合金生物摩擦磨损性能的影响.通过磨损量和摩擦系数对材料的摩擦磨损性能进行了评价,利用光学显微镜、扫描电子显微镜对磨痕形貌和磨损机理进行了分析.结果表明:与未喷丸试样相比,喷丸处理后试样的磨损量显著降低,无论在3.5％的NaCl溶液还是Hank's溶液的润滑下,激光喷丸试样的摩擦系数普遍降低,且随着激光能量的增大而减小;未喷丸试样呈现典型的接触疲劳磨损和擦伤磨损机制,而喷丸处理后试样则主要呈现磨粒磨损和粘着磨损机制.
关键词:
激光喷丸强化
,
Ti13Nb13Zr合金
,
往复滑动摩擦
,
磨损机理
周建忠
,
杜建钧
,
黄舒
,
杨超君
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.06.012
基于激光喷丸机理,提出了板料激光喷丸变形的小挠度纯弯曲变形理论.以外弯矩替代激光喷丸后的残余应力层,把激光喷丸板料变形过程等价为平板的纯弯曲问题,推导出激光喷丸后板料的变形曲率估算式,建立了板料变形曲率半径与残余应力层深度、残余应力的大小及分布和材料性能之间的关系模型.在此基础上对激光喷丸板料成典型的"∧"形过程进行了理论分析和实验研究,取得了一致的结果.
关键词:
材料合成与加工工艺
,
激光技术
,
金属板料
,
喷丸变形
,
残余应力
,
变形曲率
