激光冲击中的“应变屏蔽”和“约束击穿”

讨论了约束状态和激光冲击的高压、高能、超快及超高应变率对材料响应之间的2个共性问题。激光冲击时,当被冲击材料本身与表面自由约束层能完全约束受冲击区域表面的宏观形变而不影响强化效应时,称为应变屏蔽,此时被冲击件可视为厚件,材料内部将保留大量的应变微结构;反之,当被冲击材料不能约束冲击能量而产生宏观形变时,称为约束击穿,此时被冲击件可视为薄件,冲击效果以塑性变形为主。最后扼要介绍了这2种现象在材料表面强化和微成形制造领域中的应用。

激光冲击及其对金属材料组织和性能的影响

激光冲击是一项用短脉冲(ns级)强激光辐照覆盖有吸收层和约束层的金属材料表面从而改善其性能的高新技术。其原理是,当激光冲击波诱导的应力峰值超过材料的动态屈服极限时,材料的表层就会发生形变等现象。激光冲击的效果与激光的能量、光斑直径、被冲击材料的原始状态等因素有关。激光冲击可在材料表面获得应变强化,从而提高材料的疲劳性能和抗应力腐蚀能力等,还可用于金属板的微成形制造。