激光冲击-超声滚压复合工艺对AZ91D镁合金力学性能的影响

采用Nd:YAG激光冲击强化及超声滚压对AZ91D镁合金进行了表面强化处理,并进行了拉伸试验及断口观察,分析了材料的残余应力分布、微观组织、表面粗糙度,研究讨论了复合工艺对AZ91D镁合金拉伸性能的影响。研究表明:激光冲击强化处理后,镁合金原始晶粒得到明显细化,残余应力达到-122 MPa,表面粗糙度增大,极限抗拉强度提升了15.6%,但塑性下降了27%。激光冲击强化复合超声滚压处理后,残余应力的幅值达到了-197 MPa,表面晶粒得到进一步细化,表面粗糙度大幅改善,材料极限抗拉强度提升了27.4%,材料塑性相对激光冲击强化后提高了19.4%。在残余应力、晶粒细化及粗糙度改善三者的共同作用下,复合工艺延缓了裂纹的扩展速度,显著改善了表面应力状态,提升了镁合金的力学性能。