金属基复合材料激光冲击高周疲劳行为及增寿机理

为提高金属基复合材料的高周疲劳性能,采用激光冲击强化表面改性处理SiC颗粒增强2009铝基复合材料(SiCp/2009Al)探究其三点弯曲高周疲劳寿命,揭示了激光冲击过程中的残余应力、显微硬度、表面形貌和微观组织等演变规律。结果表明,激光能量为10、20和30 J激光强化冲击后SiCp/2009Al的高周疲劳寿命分别明显提高了131%、259%和182%,其对应的表面残余应力分别为-127.3、-156.0和-168.3 MPa。激光冲击在SiCp/2009Al表面诱导了深度为30μm左右的变形凹坑,表层显微硬度由母材的160 HV提高到180 HV,并出现了大量高密度位错组织。金属基复合材料表层的残余压应力和显微硬度明显得到提高,获得了可观的疲劳寿命增益。