不同工艺温度对IN718合金激光温喷丸后残余应力和纳米硬度的影响 被引量：11

1

作者 周建忠 韩煜航 +4 位作者 黄舒 盛杰 孟宪凯 章海峰 徐苏强 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期77-84,共8页

激光温喷丸工艺(WLP)结合了激光喷丸强化(LP)和动态应变时效(DSA)的双重优势。为了研究不同工艺温度对IN718合金WLP后高温表面性能稳定性的影响,选取不同温度条件下,即LP(25℃)和WLP(230℃、260℃、290℃、320℃)的IN718合金为研究对象... 激光温喷丸工艺(WLP)结合了激光喷丸强化(LP)和动态应变时效(DSA)的双重优势。为了研究不同工艺温度对IN718合金WLP后高温表面性能稳定性的影响,选取不同温度条件下,即LP(25℃)和WLP(230℃、260℃、290℃、320℃)的IN718合金为研究对象,通过高温保持试验和纳米压痕试验,以残余压应力、纳米硬度和弹性模量为表征指标,探讨了温度效应对WLP后高温表面性能稳定性的影响。结果表明,随着WLP工艺温度的升高,残余压应力呈递减的趋势;随着保温温度的升高,LP和WLP处理后试样表面残余应力释放幅度均明显增大,但前者释放速度更快;通过载荷-位移曲线可进一步确定温度效应对IN718合金WLP后高温释放行为的影响,且260℃下处理的WLP IN718合金表面在高温下具有更好的稳定性。 展开更多

关键词 激光技术 IN718 激光温喷丸 残余应力 高温释放 纳米硬度

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温度对激光喷丸强化2024航空铝合金表面力学性能的影响 被引量：7

2

作者 孟宪凯 周建忠 +4 位作者 苏纯 黄舒 盛杰 陈寒松 徐家乐 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期91-97,共7页

在不同温度下对2024-T351航空铝合金进行了激光喷丸(LP),研究了温度对其表面力学性能的影响规律,并结合微观组织分析得出了激光温喷丸(WLP)对2024-T351航空铝合金的强化机理。结果表明,激光喷丸2024-T351航空铝合金的显微硬度随喷丸温... 在不同温度下对2024-T351航空铝合金进行了激光喷丸(LP),研究了温度对其表面力学性能的影响规律,并结合微观组织分析得出了激光温喷丸(WLP)对2024-T351航空铝合金的强化机理。结果表明,激光喷丸2024-T351航空铝合金的显微硬度随喷丸温度的升高而增大,弥散强化效应使得120℃激光温喷丸在2024-T351航空铝合金表面诱导的残余压应力幅值显著高于常温激光喷丸。 展开更多

关键词 激光技术 激光温喷丸 显微硬度 残余压应力

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温度辅助的激光冲击技术研究进展 被引量：6

3

作者 苏纯 周建忠 +2 位作者 孟宪凯 杨祥伟 杨炼 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期121-128,共8页

温度辅助的激光冲击技术是在激光冲击技术上发展而来的结合热力耦合效应的高能率加工和表面处理技术。在介绍温度辅助的激光冲击技术原理和特点的基础上,分析了激光冲击波的压力模型及时空分布特性、温热及高应变率下材料的本构模型,重... 温度辅助的激光冲击技术是在激光冲击技术上发展而来的结合热力耦合效应的高能率加工和表面处理技术。在介绍温度辅助的激光冲击技术原理和特点的基础上,分析了激光冲击波的压力模型及时空分布特性、温热及高应变率下材料的本构模型,重点介绍了利用温度辅助的激光冲击效应的两项技术——温度辅助激光微成形和激光温喷丸强化。温度辅助激光微成形技术作为一种新颖的高能率微细加工技术,其在温热条件下利用脉冲激光诱导的冲击波压力使金属箔板塑性成形微结构件,可使激光冲击微拉深件的塑性变形均匀性得到显著改善,成形高度较室温下得到进一步提升。激光温喷丸强化技术作为新形材料表面处理工艺,结合了热力耦合效应在应力强化和组织强化方面的诸多优势,能够获得比常温激光冲击强化技术更稳定的残余压应力分布,有效提高材料的耐热腐蚀性和疲劳性能。综述了温度辅助激光微成形和激光温喷丸强化技术的研究现状,指出了当前在温度辅助的激光冲击技术研究中存在的问题,并对今后的研究做了展望。 展开更多

关键词 激光技术 激光冲击 热力耦合 激光微成形 激光温喷丸

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激光温喷丸诱发单晶铜位错扩展的分子动力学模拟 被引量：6

4

作者 孟宪凯 周建忠 +3 位作者 黄舒 盛杰 苏纯 杨祥伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期13-19,共7页

为了研究面心立方金属在热力耦合作用下的微观组织,采用分子动力学方法对激光温喷丸在单晶铜内诱导的位错扩展进行了模拟,并使用中心对称参数研究了变形量对位错扩展的影响规律,以及温度对塑性变形诱导位错扩展的作用,进而从加工硬化的... 为了研究面心立方金属在热力耦合作用下的微观组织,采用分子动力学方法对激光温喷丸在单晶铜内诱导的位错扩展进行了模拟,并使用中心对称参数研究了变形量对位错扩展的影响规律,以及温度对塑性变形诱导位错扩展的作用,进而从加工硬化的角度分析了其对激光温喷丸强化效果的影响。结果表明,激光温喷丸过程中,塑性变形以"空位簇-不全位错-堆垛层错"的方式诱导产生不全位错与堆垛层错。随塑性变形增加,激光温喷丸的硬化效果逐渐增加。并且,温度可以促进塑性变形过程中位错的形核与扩展,200℃以内,激光温喷丸的硬化效果随温度的增加而增强,温度增至250℃时,硬化效果由于位错湮灭而减弱。 展开更多

关键词 激光光学 激光温喷丸 位错扩展 分子动力学

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激光温喷丸IN718镍基合金残余应力高温释放行为 被引量：5

5

作者 周建忠 韩煜航 +4 位作者 黄舒 孟宪凯 盛杰 朱炜立 徐苏强 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1509-1514,共6页

为了研究激光温喷丸对IN718镍基合金高温释放行为的影响,以20℃室温激光喷丸(LP)和260℃激光温喷丸(WLP)处理的IN718镍基合金为研究对象,从微观组织、残余应力等角度,通过保温试验探索了温度、时间与残余应力释放的关系,并从高温软化和... 为了研究激光温喷丸对IN718镍基合金高温释放行为的影响,以20℃室温激光喷丸(LP)和260℃激光温喷丸(WLP)处理的IN718镍基合金为研究对象,从微观组织、残余应力等角度,通过保温试验探索了温度、时间与残余应力释放的关系,并从高温软化和蠕变理论角度对残余应力的高温释放规律进行分析。结果表明,WLP较LP处理的IN718镍基合金具有更好表面高温稳定性和更高位错密度,且晶粒细化更为明显;随着保温温度的升高,LP和WLP处理件残余应力释放幅度均明显增大,但前者释放速度更快,且位错密度有明显减小的趋势;700℃保温500 min后,LP和WLP处理件表面残余应力分别释放68%和36.7%,最大残余应力释放率出现在保温初始阶段,且释放规律符合Zener-Wert-Avrami函数。 展开更多

关键词 IN718 激光温喷丸 高温释放 残余应力 位错密度

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激光温喷丸过程中冲击波压力的有限元分析 被引量：3

6

作者 孟宪凯 黄舒 +4 位作者 安中伟 周建忠 钟辉 田清 陈寒松 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第F06期198-202,共5页

为了研究激光温喷丸（WLP）工艺中的最佳冲击波压力，使用有限单元法模拟了激光温喷丸诱导的残余应力场分布，并分析了不同冲击波压力对残余压应力大小的影响。有限元模拟过程以6061-T6铝合金为研究对象，选取了六种不同的冲击波压力以... 为了研究激光温喷丸（WLP）工艺中的最佳冲击波压力，使用有限单元法模拟了激光温喷丸诱导的残余应力场分布，并分析了不同冲击波压力对残余压应力大小的影响。有限元模拟过程以6061-T6铝合金为研究对象，选取了六种不同的冲击波压力以及三种不同的温度作为试验条件，根据残余应力场的分布情况确定出了冲击波压力与温度的最佳组合。结果表明，不同于常温激光喷丸中最佳激光冲击波压力2～2．5倍的Hugoniot弹性极限（HEL），激光温喷丸的最优冲击波压力应为2倍HEL。 展开更多

关键词 激光技术 激光温喷丸 有限元分析 表面残余应力 冲击波压力

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激光温喷丸TC4钛合金的阻尼特性研究 被引量：3

7

作者 周建忠 朱炜立 +2 位作者 孟宪凯 黄舒 盛杰 《应用激光》 CSCD 北大核心 2015年第1期35-39,共5页

在不同表面温度下对TC4钛合金试样进行激光温喷丸实验,使用频率响应法测试TC4钛合金试样的一阶弯曲振动共振频率和阻尼比,测定了喷丸区域半高宽值(FWHM),研究在不同试样表面温度下激光喷丸对TC4钛合金阻尼特性的影响,分析激光温喷丸中... 在不同表面温度下对TC4钛合金试样进行激光温喷丸实验,使用频率响应法测试TC4钛合金试样的一阶弯曲振动共振频率和阻尼比,测定了喷丸区域半高宽值(FWHM),研究在不同试样表面温度下激光喷丸对TC4钛合金阻尼特性的影响,分析激光温喷丸中试样表面温度与最终一阶弯曲振动阻尼比的关系,讨论了不同试样表面温度对试样阻尼性能的影响机制。结果表明:在进行激光温喷丸时,试样在动态应变时效温度下形成的高密度位错对阻尼特性有重要影响,随着试样表面温度的上升,试样处理后的一阶弯曲振动阻尼比不断升高,在表面温度达到350℃时试样最终处理后阻尼比达到最大值;与激光喷丸技术相比,TC4试件的阻尼比从2.1%提升到了3.2%,表明了激光温喷丸可以有效减小振动工况下的振动应力。 展开更多

关键词 激光温喷丸 TC4钛合金 阻尼性能 振动应力 动态应变时效

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激光温喷丸诱导的铝合金焊接接头表面残余应力稳定性研究

8

作者 苏纯 孟宪凯 曹霞 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第21期39-42,48,共5页

研究激光温喷丸强化铝合金焊接接头的表面残余应力释放规律及其对疲劳寿命的影响。以6061-T6铝合金焊接接头为研究对象,分别采用激光温喷丸和常温激光喷丸强化处理,围绕抗拉疲劳寿命与残余应力释放规律开展研究。使用XRD衍射方法检测疲... 研究激光温喷丸强化铝合金焊接接头的表面残余应力释放规律及其对疲劳寿命的影响。以6061-T6铝合金焊接接头为研究对象,分别采用激光温喷丸和常温激光喷丸强化处理,围绕抗拉疲劳寿命与残余应力释放规律开展研究。使用XRD衍射方法检测疲劳过程中焊缝及热影响区的残余压应力,研究激光温喷丸诱导残余压应力的释放规律,并基于J-C本构模型推导循环载荷作用下残余应力释放的分析模型。在应力比0.1,最大应力120MPa,频率10Hz,拉拉正弦波加载条件下,比较测试激光温喷丸、激光喷丸和未喷丸试样的抗拉疲劳寿命。结果表明,激光温喷丸诱导的铝合金焊接接头表面残余应力稳定性大幅提高,并最终显著提高了接头的疲劳寿命。 展开更多

关键词 激光温喷丸 6061-T6铝合金 焊接接头 表面残余应力 抗拉疲劳寿命

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高周疲劳条件下激光温喷丸TC4钛合金的残余应力释放规律及疲劳特性 被引量：7

9

作者 孟宪凯 周建忠 +5 位作者 黄舒 盛杰 韩煜航 朱炜立 陈寒松 苏纯 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1185-1190,共6页

使用Nd:YAG纳秒激光器分别在试样表面温度为20、100、200、300以及400℃下对TC4钛合金狗骨状拉伸试样进行激光喷丸表面强化,然后使用疲劳试验机在高周疲劳条件下对试样进行残余应力释放测试与疲劳寿命测试,并使用热场发射扫描电镜研究... 使用Nd:YAG纳秒激光器分别在试样表面温度为20、100、200、300以及400℃下对TC4钛合金狗骨状拉伸试样进行激光喷丸表面强化,然后使用疲劳试验机在高周疲劳条件下对试样进行残余应力释放测试与疲劳寿命测试,并使用热场发射扫描电镜研究激光温喷丸后试样的断口特点。结果表明,经过10 000次循环载荷后,试样表面温度为20、100、200、300及400℃时激光喷丸TC4钛合金试样的残余压应力幅值分别下降至–100、–75、–132、–196与–146 MPa;由于较高的残余压应力幅值及较低的残余应力释放速度,300℃时激光温喷丸试样的疲劳条带间距约为0.42μm,比20℃激光喷丸降低了约64%;300℃时激光温喷丸试样的疲劳寿命高达147 846次,约为20℃激光喷丸试样的1.7倍。 展开更多

关键词 激光光学 残余应力释放 高周疲劳 激光温喷丸 TC4钛合金

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激光温喷丸强化Inconel718镍基合金热腐蚀性能研究 被引量：6

10

作者 郑刚 孟宪凯 +4 位作者 陈松玲 穆丹 杨祥伟 盛杰 周建忠 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期82-87,共6页

利用Spit Light2000型纳秒激光器对Inconel718镍基合金进行激光温喷丸(WLSP)强化实验,将WLSP强化试样置于700℃混合熔盐(75%Na2SO4+25%Na Cl,百分数指质量分数)中进行热腐蚀实验,对腐蚀前后的WLSP强化试样进行质量损失检测、X射线衍射(X... 利用Spit Light2000型纳秒激光器对Inconel718镍基合金进行激光温喷丸(WLSP)强化实验,将WLSP强化试样置于700℃混合熔盐(75%Na2SO4+25%Na Cl,百分数指质量分数)中进行热腐蚀实验,对腐蚀前后的WLSP强化试样进行质量损失检测、X射线衍射(XRD)分析以及腐蚀形貌观察,探索了WLSP改善Inconel718镍基合金耐热腐蚀性的机理。结果表明,腐蚀10 h与25 h后260℃-WLSP试样的质量损失分别为未处理试样的18.9%与17.9%。WLSP热腐蚀10 h后试样表面的Cr2O3氧化膜未出现明显剥落,且没有Cr S、Ni O产物生成,说明WLSP处理后的试样表面没有受到S的侵蚀,故能有效抑制材料热腐蚀行为的发生,分析认为WLSP试样表面微观组织的晶粒细化及γ″相析出物能有效减缓O、S的侵入,进而有效提高Inconel718镍基合金的耐热腐蚀性能。 展开更多

关键词 激光技术 激光温喷丸 Inconel718镍基合金 热腐蚀 γ″相析出

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表面处理技术改善结构表面残余应力的研究进展 被引量：4

11

作者 金辉 何柏林 《热加工工艺》 北大核心 2019年第6期30-34,40,共6页

表面形变强化技术是通过一定的技术手段诱导表层组织产生高幅值残余压缩应力,细化表层晶粒,从而抑制裂纹从表面萌生,提高抵抗疲劳破坏的能力。介绍了喷丸、超声冲击、激光喷丸和激光温喷丸等表面形变强化技术的原理。讨论了强化处理后... 表面形变强化技术是通过一定的技术手段诱导表层组织产生高幅值残余压缩应力,细化表层晶粒,从而抑制裂纹从表面萌生,提高抵抗疲劳破坏的能力。介绍了喷丸、超声冲击、激光喷丸和激光温喷丸等表面形变强化技术的原理。讨论了强化处理后表层组织残余应力的变化以及高温条件下残余应力的释放行为和疲劳寿命的增益问题,以期能为材料表面处理提供新思路。 展开更多

关键词 残余应力 喷丸 超声冲击 激光喷丸 激光温喷丸

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AZ80-T6镁合金激光冲击温强化特性研究 被引量：2

12

作者 张青来 张乔 +2 位作者 张冰昕 李兴成 刘惠 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期178-184,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 激光光学 AZ80镁合金 激光冲击温强化 残余应力 表面硬度 表面形貌

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AZ80-T6挤压镁合金激光冲击温强化和低周疲劳行为 被引量：2

13

作者 张青来 刘惠 +3 位作者 张冰昕 李兴成 王荣 邵伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期61-68,共8页

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-... 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。 展开更多

关键词 激光技术 AZ80镁合金 激光冲击温强化 残余压应力 低周疲劳行为 微观结构

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温辅助激光冲击强化技术原理与应用研究

14

作者 赵吉宾 陆莹 +1 位作者 乔红超 孙博宇 《航空制造技术》 2019年第21期34-39,51,共7页

介绍了温辅助激光冲击强化技术原理与特征,针对目前工程应用存在的问题,通过总结国内外研究现状与学术成果,从高温交变载荷作用下残余应力释放和组织失稳两方面,分析激光冲击强化诱导组织应力失稳机制。分析了激光冲去强化基础上辅助热... 介绍了温辅助激光冲击强化技术原理与特征,针对目前工程应用存在的问题,通过总结国内外研究现状与学术成果,从高温交变载荷作用下残余应力释放和组织失稳两方面,分析激光冲击强化诱导组织应力失稳机制。分析了激光冲去强化基础上辅助热源(WLSP),可促进激光冲击强化(LSP)过程中发生动态应变时效和动态析出,在致密位错周围析出弥散分布的强化相,而强化相进一步钉扎位错形成气团,显著提高材料的高温组织稳定性和抗蠕变性能,并对温辅激光冲击强化未来的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 温辅助激光冲击强化 残余应力释放 组织失稳 抗蠕变性能 强化相

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TC17钛合金激光冲击温强化机制的研究 被引量：2

15

作者 陆莹 赵吉宾 +1 位作者 乔红超 孙博宇 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期1-7,共7页

目的提高材料在交变载荷和高温下的疲劳性能,稳定材料的位错结构,增加位错的钉扎效果,使激光诱导的残余压应力更加稳定,有效地抑制强化效果的高温失稳。方法通过提高温度发生动态应变时效(DSA),并与激光冲击温强化(WLSP)结合,使得材料... 目的提高材料在交变载荷和高温下的疲劳性能,稳定材料的位错结构,增加位错的钉扎效果,使激光诱导的残余压应力更加稳定,有效地抑制强化效果的高温失稳。方法通过提高温度发生动态应变时效(DSA),并与激光冲击温强化(WLSP)结合,使得材料表面形成更深的残余应力层和纳米级沉淀相。对TC17钛合金温控激光冲击强化后的显微硬度、残余应力等性能进行了初步探索。结果经200℃的WLSP后,TC17钛合金的显微硬度可达385HV,相比未强化时提高了18.48%,相比于室温的LSP提高了4.62%。深度方向的残余压应力幅值呈现先增大后减小的趋势,200℃时残余应力达到-236 MPa,相比于常温强化提高了14.56%。观察微观组织发现,位错结构的稳定性和位错密度得到提高。结论激光冲击温强化(WLSP)技术提高了材料表面残余压应力层的高温稳定性,有利于抑制疲劳裂纹的萌生和扩展,有效地提高了高温条件下残余应力和表面强度的稳定性。该技术操作相对简单,无污染,残余应力高温维稳效果显著。 展开更多

关键词 激光冲击温强化 残余应力 位错 动态应变时效 疲劳 热处理

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