金属材料激光冲击强化试验研究

对铝合金2024T62进行激光冲击处理，激光参数：脉冲宽度（FWHM）30ns，单脉冲能量16．5～27．5J，功率密度1．1～1．6GW／cm2。试验结果：激光冲击区的表面硬度提高42％，激光冲击区表层的晶粒得到细化，并且大幅度提高了铝合金的疲劳寿命，在95％置信度下，激光冲击试件的中值疲劳寿命是未冲击试件的5．4～14．5倍。     

碳钢的激光冲击强化研究

利用高功率密度(GW/cm2)短脉冲(ns)激光对45碳钢进行了激光冲击处理,观察了激光冲击处理后45碳钢显微组织和结构的变化,并用扫描电镜对疲劳断口形貌进行了分析。试验结果表明:激光冲击强化能有效地阻止疲劳裂纹的萌生和扩展,45碳钢的疲劳寿命得到较大提高。     

基于凝聚介质模型的矩形均匀激光诱导冲击强化研究

基于凝聚介质模型分析了均匀矩形激光脉冲诱导冲击压强峰值,以及其在金属材料中产生的残余压应力分布。利用稠密气体状态方程和冲击波基本关系式推导得到矩形均匀激光冲击产生的塑性影响深度L_p与激光峰值光强I_p的2/3次方存在正比关系。对LY2铝合金材料进行矩形均匀激光冲击强化并测试其残余应力深度及振动疲劳寿命,残余应力深度超过1.2 mm,与未处理试件相比较,振动疲劳寿命平均提升了4.5倍。利用矩形均匀激光冲击强化可有效预防金属材料的振动疲劳失效,提高金属材料的振动疲劳寿命,延长金属材料的服役时间。     

激光冲击强化技术的发展和应用

激光冲击强化(又称激光喷丸)(LSP)通过强激光诱导的冲击波在金属材料表层引入残余压应力,从而抑制疲劳裂纹的萌生和发展,是一种新型的金属表面强化技术.介绍了激光冲击强化的机理和特点以及国内外的发展现状.着重分析了该技术在应用推广中亟待解决的设备研制、工艺改进等关键问题.总结了激光冲击强化技术在改善金属疲劳性能方面的应用前景.     

激光冲击强化铝合金焊接接头的性能

以水为透明约束层,采用调Q(脉冲高峰值功率)的YAG激光对A6061-T6铝合金熔化极惰性气体保护焊接接头焊趾附近进行了激光冲击强化,并对比研究了A6061-T6铝合金焊接接头在激光冲击强化与焊态下的性能。试验结果表明,激光冲击强化的铝合金焊接接头与焊态下的相比,其冲击强化区的维氏硬度得到明显提高,焊接接头疲劳寿命得到较大幅提升;焊态下的试样疲劳断口位于焊缝或焊缝近旁,激光冲击强化下的试样疲劳断口位于基体金属上;激光冲击强化后在材料近表面获得了较大的残余压应力,其最大值约为-145MPa;与基体金属相比,激光冲击强化后的表面粗糙度增大。     

应力水平下的激光冲击小孔构件疲劳扩展研究

激光冲击强化可以降低小孔构件裂纹扩展速率,提高疲劳寿命。疲劳扩展是疲劳寿命的主要组成部分,不同的应力水平会影响疲劳扩展,其对未强化试样和强化试样的影响是不同的。为此通过激光冲击强化TC4-DT钛合金双联小孔试样,然后进行疲劳试验,研究应力水平下的激光冲击小孔构件疲劳扩展。研究结果表明：应力水平提高会导致疲劳条带宽度增大,同时强化端同比增大尺寸大于未强化端,未强化端(I0)和强化端疲劳条带宽度(I1)差值(I0-I1)与未冲击端疲劳条带宽度(I0)的比值也有降低的趋势。因此,增大应力水平会增大疲劳条带宽度,应力水平的变化对激光冲击强化后试样的疲劳扩展影响更大,应力水平增大降低激光冲击强化疲劳寿命增益;在激光冲击强化参数一定时,应该规定适用的应力水平范围。     

激光冲击提高45钢疲劳寿命的研究

激光冲击45钢的表面硬度提高了大约32％，硬化层深度约为100μm，在离表层大约30～40μm处硬度达到最大，平均疲劳寿命提高了60％左右，在置信度为95％时，激光冲击强化试件的中值疲劳寿命是未冲击试件的1.11～2.133倍。     

铝合金小孔件单双面激光冲击强化效果研究

为了研究单双面激光冲击对7050-T7451铝合金小孔件的影响,采用ABAQUS有限元软件分析了单双面强化的残余应力分布,并对比分析了残余应力曲线和单双面强化断口间的对应关系。结果表明,双面强化的残余压应力比单面强化大120MPa,且正反面应力分布更合理;单面强化后疲劳源群位置距强化面达2.54mm,偏离了尺寸中心,而双面强化的疲劳源群大致位于尺寸中心;经单双面激光冲击强化后,试样的疲劳增益分别提高了53.3%和156.2%。该研究对单双面激光冲击强化的参量选择具有一定的指导意义。     

基于激光冲击强化的冲击波实验研究

利用PVDF压电传感器测量了激光冲击强化过程中不同参数组合形成的冲击波,研究了激光功率密度及波长对冲击波峰值压力的影响.结果表明,532nm的激光诱导产生的冲击波峰压在6.6GW/cm2达到最大值5GPa,此外,在同样的功率密度下,532nm激光产生的冲击波峰压较1064nm时要大.     

实验参数对激光冲击强化效果的影响

测量了冲击波的压电波形、压力波形和工件上所形成的凹坑深度 ,并讨论了约束层及涂层对冲击波的影响 .     

7050航空铝合金结构材料激光冲击强化处理研究

用自行研制的激光冲击强化处理(LSP)装置对两种重要航空铝合金结构材料7050T7451，7050T7452冲击强化试验，进行了疲劳寿命对比试验。给出了反映疲劳应力水平与结构件寿命对应关系的σm-N曲线。结果表明．在67．3MPa的加载应力水平下，激光冲击处理后7050T7451结构材料的疲劳寿命提高到未经处理的435％，而7050T7452在81．4MPa的应力水平下提高到518%。并对试件进行了激光冲击处理机理的研究。结果显示试件表面具有较大的残余压应力和较高的位错密度。     

航空铝合金材料激光冲击强化实验研究

用自行研制的激光冲击强化处理装置对70 5 0航空铝合金两种状态的材料T745 1,T745 2进行了冲击强化试验,对试件进行了表面压应力测试和结构分析,结果显示,试件表面具有较大的残余压应力,材料内部有较高的位错密度。并进行了疲劳强度测试,测试结果的S N曲线表明,在中等的加载强度下,试件的疲劳强度提高到2倍以上。     

小能量激光冲击处理提高铝合金疲劳寿命的研究（Ⅰ）

研究小能量、高功率密度、短脉冲激光冲击处理对ＬＹ１２ＣＺ铝合金疲劳寿命的影响，结果表明激光冲击处理能大幅度地提高铝合金的疲劳寿命。     

激光冲击抗金属疲劳断裂的激光参数优化试验研究

描述了激光冲击参数对２０２４－Ｔ６２铝合金疲劳寿命的影响．当激光脉宽为５０ｎｓ时．试件表面产生有害的热损伤，疲劳寿命无显著性差别．当激光脉宽为１３ｎｓ时．试件表面未产生足够的塑性变形，疲劳寿命提高幅度不大．当激光脉宽为３０ｎｓ时，试件表面形成微凹致密的光亮冲击区．疲劳寿命获得大幅度提高，在９５％的置信度下．激光冲击试件的中值疲劳寿命是来冲击试件的４．２～８．１倍．     

激光冲击—一种金属表面局部强化的新工艺

研究了高能量密度的激光形成的应力波对7475-T 761铝合金及30 CrMnSiNi 2 A高强度合金钢硬度及疲劳寿命的影响。证明30 CrMnSiNi 2 A及7475—T 761的疲劳寿命均有提高。表明LSP能增加金属表面的位错密度。     

激光冲击处理工艺因素对铝合金疲劳寿命影响的研究

约束层和激光脉冲功能和密度是影响激光冲击处理强化效果的重要工艺因素,本文研究了不同的约束层和激光脉冲功率密度对铝合金疲劳寿命的影响。疲劳试验结果表明,约束层冲击阻抗越大,激光脉冲功率密度越高,铝合金激光冲击处理后疲劳寿命的提高越显著。     

激光冲击对金属材料机械性能的影响

用高功率钕玻璃激光装置对铝合金2024T62进行激光冲击处理,激光参数:脉冲宽度(FWHM)为30ns,单脉冲能量为16.5～27.5J,功率密度为1.1～1.6GW/cm2.试验结果表明:激光冲击区的表面硬度提高42%,激光冲击区表层的晶粒得到细化,并且大幅度地提高了铝合金的疲劳寿命,在95%置信度下,激光冲击试件的中值疲劳寿命是未冲击试件的5.4～14.5倍。