激光冲击强化对AZ31和AZ80-T6镁合金显微组织及力学性能的影响

为了研究激光冲击强化(LSP)对镁合金力学性能的影响,采用电子万能拉伸机和显微硬度测试仪研究AZ31和AZ80D-T6镁合金拉伸应力-应变曲线和显微组织。结果表明:经LSP处理后,AZ80-T6和AZ31合金的抗拉强度分别增加4.6%和15.7%,其表层硬度分别增加22.7%和31.8%;AZ31合金激光冲击强化效果比AZ80D-T6合金的更加显著,激光冲击产生高幅残余压应力和高密度孪晶以及细小片层状、短棒状或动态析出β相,晶粒细化形成超细晶,并讨论预时效β析出相对镁合金激光冲击强化的影响和拉伸断口特征。

AZ80镁合金激光冲击表面改性

采用预固溶或预时效+LSP形变+后时效处理方法,研究预固溶或预时效以及后时效处理对激光冲击AZ80镁合金组织参数(孪晶和析出相)的影响。结果表明:预固溶+激光冲击强化(LSP)形变处理使LSP强化层内产生高密度孪晶的形变带,离冲击表面越近,孪晶密度越高;经(170℃,16 h)时效处理后,由于残余压应力热稳定性,预固溶+LSP形变强化层仍产生具有高密度孪晶的形变带;同时,弥散析出大量的颗粒状β-Mg_(17)Al_(12)相,优先在应力集中的形变带、孪晶界面和孪晶片层内析出;预时效析出的高密度β相极大地降低冲击强化层孪生产生率,孪晶体积分数明显降低,这是由于LSP诱导的高密度位错和析出相引起的。

激光冲击强化对AZ31镁合金力学性能和组织结构的影响

为了研究激光冲击强化(LSP)对镁合金力学性能的影响,采用电子万能高温拉伸机和钕玻璃脉冲激光(波长1064 nm,脉冲宽度20 ns)研究AZ31镁合金薄板室温和300℃时拉伸应力-应变曲线和力学性能。结果表明,LSP提高了AZ31镁合金室温和高温抗拉强度,而冲击试样的最大热流变应力明显高于未冲击的试样,双面单次LSP导致室温力学性能降低,在激光冲击试样断口发现了沿次表层扩展的层裂现象。讨论和分析了残余压应力、细微结构、表面形貌和粗糙度对激光冲击镁合金力学性能的影响。

多次激光冲击强化对ЭП866马氏体不锈钢组织及残余应力的影响

采用钕玻璃脉冲激光器进行了航空发动机用З∏866耐热马氏体不锈钢激光冲击强化实验研究。结果表明，不锈钢组织由马氏体板条和析出碳化物组成，多次冲击表层产生高密度位错缠结，回火后仍保留其缠结结构，产生大量的纳米析出相。多次冲击可使表层引入更高幅值的残余压应力，幅值达-715．4MPa，且残余压应力值随光斑搭接次数增加而增加。500-650℃回火处理后残余压应力下降幅度达到50％，具有良好的热稳定性，冲击次数对其影响较小。

AZ31镁合金激光冲击温成形实验研究

为了研究超高应变速率激光冲击对AZ31镁合金温成形性能的影响,采用钕玻璃脉冲激光器(脉冲宽度为20 ns,激光功率密度为1.53 GW/cm2)进行AZ31镁合金薄板室温激光冲击成形(LSF)和200℃时激光冲击温成形(WLSF)实验研究及模拟分析。结果表明:AZ31交叉轧制薄板具有良好的超高应变速率WLSF能力,可实现温成形和改性双重效应,表层形成高幅残余压应力和高密度位错,WLSF表面比LSF具有更稳定的残余压应力,超高应变速率激光冲击和动态再结晶可能是纳米晶形成的主要原因,并分析LSF和WLSF试样表面形貌和粗糙度以及表面残余应力分布。

AZ80-T6挤压镁合金激光冲击温强化和低周疲劳行为

为了研究激光冲击对AZ80-T6挤压镁合金低周疲劳性能的影响,采用钕玻璃脉冲激光器对疲劳试样进行激光冲击强化(LSP)和激光冲击温强化(WLSP)处理,并进行拉-拉疲劳实验。结果表明:LSP和300℃时WLSP处理后镁合金表面产生的残余压应力分别为-125 MPa和-158 MPa,而其疲劳寿命分别比原始试样提高11.42%和75.74%。WLSP明显地延迟裂纹萌生时间,提高AZ80-T6镁合金的疲劳寿命。另外对激光冲击诱导的镁合金微观结构及其低周疲劳行为进行了分析和讨论。

AZ80-T6镁合金激光冲击温强化特性研究

采用钕玻璃脉冲激光器进行了室温到300℃区间AZ80-T6镁合金激光冲击温强化（WLSP）实验研究。结果表明：WLSP具有明显的温强化效果,比室温冲击强化（LSP）产生更高幅值的残余压应力,150℃时表面残余压应力（-150 MPa）和显微硬度均达到最大值,此时硬度较基体提高了35.8%,具有最佳的温强化效果;而150℃~250℃区间表面显微硬度趋于稳定值,其范围为122.1~119.1 HV,表现出良好的热稳定性。此外,还对不同温度下冲击凹坑的三维（3D）轮廓、表面形貌和表面粗糙度进行了分析和讨论。

激光冲击强化和时效处理对AZ80镁合金形变孪晶及析出相的影响

采用固溶+激光冲击强化(LSP)+时效方法,研究了AZ80镁合金轧板和铸态组织参数(形变孪晶和析出相)和残余应力演变,以及时效处理对其影响。结果表明,固溶+LSP处理后轧板强化层内形成高密度孪晶的形变带,铸态合金高密度形变孪晶产生于晶界附近,均产生于应力集中和高能区域,产生一次或多次孪晶,呈平行或交叉孪晶。时效后连续析出大量的颗粒状β相,其优先于形变带内、孪晶界面或片状孪晶内析出,与晶粒尺寸相关。时效后轧板和铸态冲击表面残余压应力分别为由-100.8 MPa和-68.9 MPa转变为-67.8 MPa和-35.9 MPa,即应力松弛为32.7%和48.7%。LSP次表层硬化效果明显,其时效强化效果较弱。残余压应力及其热稳定性是影响高密度形变孪晶的形成主要因素之一。

ЭП866耐热马氏体不锈钢的激光冲击温强化特性

使用钕玻璃脉冲激光器对航空发动机用耐热马氏体不锈钢进行ЭП866激光冲击温强化(WLSP)实验,使用X射线应力测定仪和透射电子显微镜分析了冲击表层的微观结构和性能。结果表明:与激光冲击强化(LSP)相比,WLSP有明显的温强化效应。动态应变时效(DSA)和动态析出(DP)结果表明:WLSP使不锈钢表层产生了更高幅值的残余压应力,析出了具有更高密度的位错结构和纳米级的析出相。