激光冲击次数对TA15微观组织和硬度的影响

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1、2014年4月第40卷第4期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsApril2014V01．40NO．4激光冲击次数对TAl5微观组织和硬度的影响朱颖范博文郭伟康慧(北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191)摘要：采用脉冲能量20J的调Q掺钕玻璃激光对钛合金TAl5进行不同次数的激光冲击强化．结果表明，激光冲击强化使材料表面产生微塑性变形，形成致密的微凹坑，导致晶粒细化，并且随冲击次数的增加，其微凹坑的深度增加；但当冲

2、击次数超过2次后，深度便不再增加．所以试验中的最高冲击次数为2次，而且在冲击次数为2次以内，材料位错密度也随冲击次数的增加而增加，并发生塞积、增殖、缠结等现象．表征在硬度方面，由于上述微观组织的变化，材料的硬度提高．随着冲击次数增加，材料的硬度增加并且激光冲击强化的影响层深度也随之增加．关键词：激光冲击强化；钛合金TAl5；微观组织；硬度中图分类号：TN249文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)04—0444-05Influenceoflasershockpeeningtimesonmicrostruc

3、tureandhardnessofTAl5titaniumalloyZhuYingFanBowenGuoWeiKangHui(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Q—switchedNdglasslaserwith20JenergywasusedtoshockTAl5titaniumalloyindifferenttimes

4、．Resultsshowthatlasershockpeening(LSP)canproducemicroplasticdeformation，formdensemicropitsandrefinethegrainsize．Whenthenumberofimpacttimesincreases，thedepthofthemicropitsincrea—ses，butaftertheimpacttimesismorethantwice，thedepthofthepitswillstopincreasing，SOthehig

5、hestim—pacttimesistwiceinthisexperiment．Undertheimpacttimesoftwice，thedislocationdensityisincreasingwiththeincreaseofimpacttimes．Intheprocess，thedislocationwillpileup，snarl，andproliferate．Thehardnessofthematerialincreasesbecauseofthevariationofmicrostructureabove

6、．Thesurfacehardnessandthedepthofaffectedlayersincreaseduetotheincreaseoftheshocktimes．Keywords：lasershockpeening；TAl5titaniumalloy；microstructure；hardness激光冲击强化作为一种新兴的表面微晶强化技术，具有高压、高能、高应变率等特点⋯，它利用短脉冲高峰值功率密度的激光与材料表面相互作用所产生的力学效应有效地提高材料的强度、硬度和疲劳极限等，从而达到改善材料表面性能的目的．这

7、项技术可以有效地抑制由于外来物对机翼及航空器等造成的损伤，疲劳寿命也相应得以提高，在航空航天方面得到了广泛的应用旧。。．目前，激光冲击TC4，TCl7等(Ot+B)型钛合金在国内外研究较多冲。．国外方面，C．Cellard等研究了激光功率密度、持续时间、冲击次数不同工艺参数对Ti—17激光冲击强化效果的影响，发现在激光功率密度为9GW／cm2，即脉冲能量约为20J，光斑直径为3．14mm时，增加持续时间不仅可以提高材料硬度，而且相比其他工艺参数对材料硬度的提高较为明显，而经过3次冲击比经过收稿日期：2013-05—29；

8、网络出版时间：2013—10—1616：11；DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2013．0305网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20131016．1611．009．html基金项目：国家国际科技合作项目($2013HR0027L)作者简介：朱