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                          單點激光沖擊304不銹鋼管表面應力與顯微組織關系的研究
                          時間:2021-06-30 08:46:54        點擊量:【 】次


                          激光沖擊強化是一種先進的表面改性處理技術,激光束誘發的沖擊波大大提高了金屬及合金材料的疲勞強度、損傷極限和耐腐蝕性能。由于高沖擊壓力(GPa級)、高能量密度(大于1 GW/cm2)和超快(幾十納秒)激光沖擊,越來越多的研究人員開始充分關注激光沖擊強化技術。超高應變(106s-1)。

                          過去幾十年的重要研究工作對疊加激光沖擊強化和多次激光沖擊對金屬和合金的表面機械性能和微觀結構的影響產生了重要的見解。張永康等發現,疊加激光沖擊后7075鋁合金激光焊接件的應力腐蝕性能受到顯著影響,鋁合金激光焊接件的延展性、疲勞斷裂時間和靜態韌性分別提高了11.13% . 100%。 Trdan等人判斷激光沖擊對表面處理方向的顯微硬度分布影響不大,顯示出縱向和橫截面顯微硬度分布的均勻性。賈等人提出,重復激光沖擊可以大大提高表面硬度,而激光沖擊后鈦834合金的高頻疲勞壽命大大提高,因為殘余壓應力可以抑制裂紋的發生和擴展。 Correa等人建立了激光沖擊鋁合金2024-T351有限元模擬、殘余應力測試和疲勞壽命測試之間良好的相關性。該課題組在此前的研究中介紹,AISI304不銹鋼管抗應力腐蝕斷裂性能的提高主要是由于AISI304不銹鋼管經過激光沖擊和精煉后表面出現殘余壓應力。的表面。演出。同時,有人提出LY2 鋁合金和AISI304 不銹鋼管表面的殘余應力和一般微觀結構變化與激光沖擊次數密切相關。單次激光轟擊可誘發單向機械孿晶,細化AISI304 不銹鋼管表面的原始顆粒。多次激光轟擊可在不銹鋼管表面誘導多向機械孿晶,細化原始顆粒。這直接解釋了原因。激光沖擊可以大大提高AISI304不銹鋼管表面的納米硬度、彈性模量和殘余應力。零件表面不均勻的殘余應力分布削弱了加工零件的表面性能,大面積激光沖擊后金屬零件表面殘余應力分布的均勻性主要取決于殘余應力分布。單個激光光斑處的微觀結構分布。然而,最近的研究集中在大面積沖擊后的整體性能測試,很少關注單點激光沖擊對零件表面殘余應力分布和微觀結構的機制和時間依賴性影響。單點激光沖擊殘余應力分布均勻對光斑擴展區域的影響,可以更好地實現單點到多點沖擊的轉換,達到更均勻的沖擊效果。

                          本章主要研究不同時間的單點激光沖擊對AISI304不銹鋼管表面和深度殘余應力分布的影響。通過將實驗中測得的激光單點沖擊后殘余應力的空間分布表示為三維圖像,可以更直觀地探究多次激光單點沖擊對一個點殘余應力的影響。周圍。具體來說,對AISI304不銹鋼管樣品進行多次單點沖擊后光斑及其周邊區域的表面微觀結構特征進行了詳細分析。最后,提出了單點激光沖擊對AISI304不銹鋼管表面微觀結構的影響機制,同時,單點激光沖擊不同時間效應對擴展殘余應力分布均勻性的影響機制為分析并分析撞擊點的區域。研究。上述研究可為提高大面積重復實驗室激光沖擊工件表面殘余應力分布的均勻性提供一些啟示,在實際工程應用中具有良好的可行性。

                          本章主要研究單表面顯微組織演化,同時研究不同時間的單點激光沖擊對AISI304不銹鋼管表面的影響以及垂直于表面的殘余應力分布。 - 改進不同沖擊時間下的點面積,研究大面積激光沖擊殘余應力分布的均勻性,主要結論如下。

                          (1) 單點激光噴丸殘余壓應力最大值連續數倍增加,而增加的程度不斷減小。受單點激光沖擊點影響的區域達到以下值:激光撞擊次數增加峰值:殘余應力值沿光斑直徑隨著距光斑中心距離的增加而逐漸減小。由于多次進行激光噴丸處理,單點多次激光沖擊無法使光斑中殘余應力值的分布越來越均勻。

                          (2) 3次單點激光沖擊后,點中心及深度方向影響距離處的殘余壓應力值達到峰值,殘余壓應力值基本不變,深度方向的殘渣撞擊距離也達到了飽和值,已經達到。

                          (3)隨著激光轟擊次數從1次增加到3次,原始粗晶分離成孿晶、亞微米菱形糾纏和三角糾纏,得到細化晶粒。

                          (4)研究了激光沖擊波引起的AISI304不銹鋼管表面顯微組織變化對殘余應力分布的影響機理,表面晶粒細化和超高應變是產生殘余應力的兩個重要因素。

                          (5)當大面積激光沖擊光斑重疊率為50%時,單個光斑的大部分區域至少受到3次沖擊,上表面出現大量亞微米三角形。 AISI304奧氏體不銹鋼管樣品纏結使顯微組織更均勻。沖擊面的殘余應力分布、顯微硬度和彈性模量得到極大改善,即使在受激光沖擊影響的擴展區域,其分布也很均勻。


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