激光冲击处理提高航空铝合金材料疲劳寿命的实验研究

激光冲击处理(LSP)是利用高功率激光辐照到金属材料上,产生高强度应力冲击波并在材料内部产生塑性应变,从而改变金属材料表层显微结构及其机械性能的一种新型材料强化技术.本文报道利用小型化千兆瓦级激光冲击强化装置的输出激光束(激光脉冲宽度为20 ns,激光功率密度为1.5～2.2 GW/cm2),对航空铝合金材料(7050T7451双联试件,320 mm×30 mm×5 mm,激光冲击区直径为9.5 mm)进行的激光冲击处理实验研究结果,获得了7050T7451航空铝合金材料的应力-寿命曲线(σr-σm曲线),从而得到相应的飞行载荷谱下的寿命范围.结果表明,经激光冲击处理后材料的疲劳寿命与未冲击材料的疲劳寿命相比提高了1.75～4.35倍.文中对上述试验结果进行了分析和讨论.(OE15)