侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

钛合金激光冲击强化参数及性能分析

2013-06-08 00:18
潇纵
关注

  本文为了研究激光冲击强化对钛合金性能的影响,采用波长1064nm、脉冲能量0~6J、脉冲宽度6~14ns的YAG脉冲激光器对TC4钛合金试样表面进行冲击强化处理,并对其表面的显微硬度和残余应力进行了试验测试与分析。结果表明,采用脉冲能量6J、脉冲宽度12ns、水约束层厚度1.8mm的激光冲击强化参数,冲击区的表面显微硬度明显增加,比处理前提高约33.5%,冲击区表面存在的残余压应力数值高达-323MPa。试验结果表明,激光冲击强化钛合金的效果明显。

  钛合金是目前工业应用最轻的金属结构材料之一,密度一般约在4.5g/cm3,仅为钢的60%,而一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。随着航空和汽车工业的迅速发展,对通过降低产品的自重以降低能源消耗和减少污染提出了更迫切的要求,这给钛合金的发展带来了契机。疲劳是各种工程构件在服役期间的主要失效形式之一,钛合金结构件也不例外。随着钛合金的应用范围越来越广,如何提高钛合金结构件的疲劳强度,延长其服役寿命,受到人们的普遍关注。激光冲击强化(LSP)技术是利用功率密度为吉瓦每平方厘米量级、脉冲宽度为纳秒量级的强激光束辐照材料表面产生的冲击波来提高金属材料的强度、硬度、耐磨性和耐应力腐蚀性能,特别是能有效改善金属材料的抗疲劳断裂的性能。激光诱导的冲击波持续时间极短(几十纳秒),材料变形小,适合处理成品零件,特别是能有效处理应力集中的局部区域。开展激光冲击强化技术研究,对提高关键结构件的使用寿命和可靠性具有现实意义。本文采用YAG脉冲激光器对工业中广泛使用的TC4钛合金进行激光冲击强化处理,并对工艺参数、显微硬度和残余应力进行研究与探讨,为航空发动机整体叶盘的激光冲击强化工艺研究奠定基础。

  一、试验材料及方法

  试验采用自主研制的SIALSP1激光冲击强化设备,图1为其示意图,YAG脉冲激光器的最大脉冲能量6J、波长1064nm、脉宽6~14ns、频率2Hz,运动形式采用犡犢二轴运动平台带动工件沿犡轴和犢轴做插补运动。从激光器输出的直径为22mm的激光束经全反镜和聚焦透镜聚焦在工件表面上,在工件表面形成直径为3mm的光斑。

  图1 激光冲击强化设备示意图

1  2  3  4  5  6  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号