罗新民
,
王翔
,
陈康敏
,
鲁金忠
,
王兰
,
张永康
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00279
用7075-T76航空铝合金进行激光冲击表层改性实验,借助SEM和TEM分析冲击层的微观结构、表层获得的非晶/纳米晶复合材料高熵合金层的演变过程和成因及力学性能与抗腐蚀性能.结果表明,激光冲击的超高能量、超快过程导致的绝热剪切热效应诱导材料表层合金体系发生熵增效应及重新配分.合金体系混合熵的增大促进组元间的混乱度增高,弱化了杂质原子的不良作用.激光冲击提供的外场能量促进熵的增量转化为合金中形成非晶态组织所需Gibbs自由能△Gconf的降低.多组元铝合金在多次激光冲击强大的外场能量作用过程中,各组元间按照Boltzmann定律自发重组,动态析出的纳米晶组织则发挥过程中体系不平衡度的协调作用,使所获高熵非晶组织更符合Boltzmann关系的热力学要求.通过热力学自调整和微结构重组,激光冲击层最终由非晶/纳米晶颗粒复合组成.同时,激光冲击的超高应变率诱导的强烈微观应力使时效析出相发生整体塑性形变,产生平行分布的形变孪晶,协同吸收激光冲击能量.由于晶界强化消失和位错密度降低,激光冲击主要体现为结构重组效应.激光冲击表层的硬度在单次激光冲击后有所提高,随冲击次数增加,硬度逐步与基体硬度持平.激光冲击造成的强烈形变可使铝合金表层内纳米晶尺寸减小至2～3 nm.非晶态消除了在第二相周围的原电池腐蚀,从而使航空铝合金7075-T76表面激光冲击所获非晶/纳米晶复合材料表层的抗腐蚀性能明显改善.
关键词:
激光冲击
,
航空铝合金
,
表面改性
,
高熵合金
,
非晶
,
纳米晶
,
抗蚀性
罗新民
,
马辉
,
张静文
,
张永康
材料导报
讨论了约束状态和激光冲击的高压、高能、超快及超高应变率对材料响应之间的2个共性问题.激光冲击时,当被冲击材料本身与表面自由约束层能完全约束受冲击区域表面的宏观形变而不影响强化效应时,称为应变屏蔽,此时被冲击件可视为厚件,材料内部将保留大量的应变微结构;反之,当被冲击材料不能约束冲击能量而产生宏观形变时,称为约束击穿,此时被冲击件可视为薄件,冲击效果以塑性变形为主.最后扼要介绍了这2种现象在材料表面强化和微成形制造领域中的应用.
关键词:
激光冲击
,
超高应变率
,
应变屏蔽
,
约束击穿
,
微结构
,
塑性变形
丁立
,
康学亮
,
王声波
,
李化
,
豆贤安
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2016.04.016
激光冲击是一种以高功率脉冲激光辐照金属材料的新型表面改性处理技术.在水约束层和记号笔涂层作保护层的情况下,对铝、钛和不锈钢3种典型的金属结构材料进行激光冲击对比实验,获得强激光冲击作用下3种金属结构材料的损伤特性,并定量分析了激光冲击次数与金属材料表面凹坑深度的关系.结果表明:凹坑深度与冲击次数呈线性关系,且斜率与金属材料的屈服强度成反比.为探究激光冲击光斑形貌对金属材料损伤的影响,对比了方斑和圆斑的冲击情况.测试数据显示试件表面损伤形貌与光斑一致且圆斑造成的损伤更严重.
关键词:
激光技术
,
损伤特性
,
激光冲击
,
金属材料
,
衍射光学元件
苏纯
,
周建忠
,
孟宪凯
,
杨祥伟
,
杨炼
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.10.019
温度辅助的激光冲击技术是在激光冲击技术上发展而来的结合热力耦合效应的高能率加工和表面处理技术.在介绍温度辅助的激光冲击技术原理和特点的基础上,分析了激光冲击波的压力模型及时空分布特性、温热及高应变率下术.料的本构模型,重点介绍了利用温度辅助的激光冲击效应的两项技术——温度辅助激光微成形和激光温喷丸强化.温度辅助激光微成形技术作为一种新颖的高能率微细加工技术,其在温热条件下利用脉冲激光诱导的冲击波压力使金属箔板塑性成形微结构件,可使激光冲击微拉深件的塑性变形均匀性得到显著改善,成形高度较室温下得到进一步提升.激光温喷丸强化技术作为新形材料表面处理工艺,结合了热力耦合效应在应力强化和组织强化方面的诸多优势,能够获得比常温激光冲击强化技术更稳定的残余压应力分布,有效提高材料的耐热腐蚀性和疲劳性能.综述了温度辅助激光微成形和激光温喷丸强化技术的研究现状,指出了当前在温度辅助的激光冲击技术研究中存在的问题,并对今后的研究做了展望.
关键词:
激光技术
,
激光冲击
,
热力耦合
,
激光微成形
,
激光温喷丸
