王冠
,
龙霓东
,
王波
,
何卫锋
,
沈晓骏
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn.1673-2812.2015.04.028
利用高能短脉冲激光冲击技术(LSP)得到产生剧烈塑性变形的纯铜组织,借助XRD、EBSD等技术和硬度仪研究分析了这种塑性变形行为.结果表明,对纯铜表面进行激光冲击能够实现表层晶粒细化,接近纳米级,晶粒大小为20nm～200nm,且作用区域显微硬度提高35％,效果显著.分析认为,在高能激光冲击作用下,靶材产生超高应变率和剧烈塑性变形,进而发生动态再结晶,致使表面晶粒纳米化.
关键词:
激光
,
纯铜
,
剧烈塑性变形
,
数值计算
何卫锋
,
李应红
,
周章文
,
张永康
,
汪诚
材料热处理学报
对两组镍基高温合金(GH742)试样进行激光冲击强化后,分别进行拉-拉疲劳试验和振动疲劳试验,并和未进行强化处理的试样进行对比,分析了强化试件的疲劳断口特征.结果表明激光冲击强化能提高镍基高温合金拉-拉疲劳寿命3.6倍以上,提高振动疲劳寿命2.4倍;强化后残余压应力影响层深度达1.0mm.
关键词:
镍基高温合金
,
激光冲击强化
,
疲劳
,
残余压应力
,
断口金相
李玉琴
,
何卫锋
,
聂祥樊
,
李靖
,
柴艳
稀有金属材料与工程
为了研究激光冲击强化技术在高温部件上应用的可行性,研究了GH4133镍基高温合金激光冲击后强化效果的热稳定性.分别采用激光冲击强化、激光冲击强化加保温的方法进行处理,并利用SEM、显微硬度和残余应力的测试方法分析了温度对激光冲击处理后GH4133材料微观组织和力学性能的影响.通过冲击强化后涡轮叶片的高温疲劳试验验证强化效果的热稳定性,并分析其高温下的强化机制.结果表明,激光冲击强化可以在GH4133镍基高温合金表层产生较大残余压应力,细化晶粒;并且在温度作用下,激光冲击GH4133合金形成的细化晶粒在析出相的钉扎作用下具有 较好的热稳定性.另一方面残余压应力的应力集中减小,分布均匀.两者的共同作用提高了强化效果的热稳定性,有利于疲劳性能的提高.
关键词:
GH4133镍基高温合金
,
激光冲击强化
,
微观组织
,
残余应力
,
热稳定性
聂祥樊
,
何卫锋
,
王学德
,
李启鹏
,
柴艳
稀有金属材料与工程
针对航空发动机TC17钛合金叶片易受外来物打伤实际问题,需要进一步提高叶片的疲劳强度.对板状TC17钛合金进行不同激光功率密度下的激光冲击,分别利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、残余应力测试仪和显微硬度计分别对激光冲击前后TC17钛合金的组织和力学性能进行了观察和测试,再选取强化效果较好的功率密度为4 GW/cm2时对叶片强化后进行振动疲劳试验.结果表明:TC17钛合金在不同功率密度激光冲击后,表面组织产生大量高密度位错和纳米晶,随着功率密度的增大,晶粒细化程度越大;残余应力值和显微硬度都随深度增加而减小,表面显微硬度提高了20％,并形成800 μm左右的硬度影响层;而功率密度为4 GW/cm2时提高幅度最大,HV0.1硬度为4310 MPa,表面残余压应力达到628.2 MPa,且残余应力在280和450℃下具有较好的热稳定性;TC17钛合金叶片在4 GW/cm2参数下强化后,其振动疲劳寿命提高了2倍.
关键词:
TC17钛合金
,
激光冲击强化
,
纳米晶
,
残余应力
,
疲劳寿命
何卫锋
,
李玉琴
,
李应红
,
李靖
,
聂祥樊
材料科学与工艺
为提高38CrMoAl钢渗氮层的质量和耐磨性能，提出并采用激光冲击增强渗氮的方法，进行了不同处理状态试样的磨损性能试验，采用XRD、SEM对试样微观组织进行分析，并探讨激光冲击增强渗氮的机理．试验结果表明：与渗氮相比，激光冲击波处理后渗氮试样的比磨损率为9．47×10－15m3／Nm，降低了50％，其表面显微硬度提高了12％；激光冲击波作用使表层材料产生高密度位错，甚至细化晶粒，从而在渗氮过程中增加了扩散通道，使更多的N原子间隙固溶到α－Fe中，对渗层起到了固溶强化的作用；形成的渗氮层微观组织致密，无缺陷，大量氮化物沿晶界高度弥散均匀分布，起到弥散强化的作用，从而提高了材料耐磨性能．
关键词:
激光
,
冲击波
,
渗氮
,
38CrMoAl钢
,
显微硬度
,
高密度位错
,
耐磨性能
张翼飞
,
何光宇
,
王学德
,
何卫锋
,
柴艳
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.07.015
目的：研究TiN/Ti涂层结构变化对TC4钛合金基体冲击塑性应变的影响。方法采用有限元分析软件ABAQUS建立球形Al2 O3颗粒冲击覆有TiN/Ti涂层TC4基体的二维轴对称模型，分析涂层硬质层厚度、硬质层层数对基体在冲击过程中的等效塑性应变的影响规律。结果对于无涂层的基体，其冲击塑性应变仅发生在冲击的加载阶段，冲击塑性应变分为加载及卸载两个阶段，加载阶段基体的塑性应变由球形颗粒的冲击产生，卸载阶段基体的塑性应变由涂层硬质层的回弹产生。对于单层结构涂层，当硬质层厚度低于12μm时，随着硬质层厚度的增加，基体的塑性应变较大且呈振荡变化；当硬质层厚度超过12μm时，随着硬质层厚度的增加，基体的塑性应变减小。对于多层结构涂层，当硬质层的厚度不变，增加涂层硬质层层数使得基体的塑性应变减小。结论有限元可以模拟分析TiN/Ti涂层结构对TC4钛合金冲蚀性能影响规律，优化TiN/Ti抗冲蚀涂层的结构设计参数，对抗冲蚀涂层的结构设计及其进一步研究具有指导意义。
关键词:
抗冲蚀涂层
,
基体
,
数值模拟
,
塑性应变
,
航空发动机叶片
,
TiN/Ti涂层
周留成
,
李应红
,
何卫锋
,
陈东林
,
聂襄樊
稀有金属材料与工程
对Ti-SAl-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr钛合金进行了不同能量和冲击次数的激光冲击强化,通过残余应力、显微硬度、XRD和TEM分析其对力学性能和微观组织的影响.结果表明,功率密度和冲击次数对残余应力和显微硬度都有较大影响,激光冲击强化后,显微硬度和残余应力都有大幅度提升,并形成一定厚度的变形层,增加冲击次数或者增大功率密度都可提高其幅值和影响深度.不同冲击参数下的XRD测试表明,激光冲击强化后衍射峰位置没有发生变化,但有展宽.激光3次冲击后可在表面形成一层纳米晶,晶粒大小为30～60 nm,且取向随机.位错运动是Ti-5Al-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr钛合金晶粒细化的主要原因.
关键词:
激光冲击强化
,
钛合金
,
冲击参数
,
残余应力
,
表面纳米晶
邱建春
,
何卫锋
,
谭哲豪
,
李克天
表面技术
简述了真空喷涂生产线缸体的结构及工作原理,并对缸体结构进行设计.首先,依据薄壁圆筒稳定性理论对真空缸体进行初步设计;然后,利用有限元对真空缸体三维模型进行仿真,分析其具体变形情况与应力分布规律,从而判断缸体的强度性能与安全稳定性；最后,对缸体的结构进行改进以满足设计要求.
关键词:
真空喷涂
,
真空缸
,
薄壁圆筒
,
有限元
周鑫
,
李应红
,
汪诚
,
何卫锋
,
李伟
,
杨卓君
材料热处理学报
为了研究高、低温两种渗铝工艺对激光冲击强化效果的影响,对1Cr11Ni2W2MoV和K417两种材料制成的试片分4种状态(表面抛光、渗铝、渗铝+激光冲击强化、激光冲击强化+渗铝)分别进行了振动疲劳对比试验,得到了"渗铝"、"渗铝+激光冲击强化"和"激光冲击强化+渗铝"等三种工艺对材料抗疲劳性能的影响,初步分析了相关机理.结果表明"激光冲击强化+渗铝"工艺在工程应用中具有可行性和优越性.
关键词:
渗铝
,
激光冲击强化
,
回火硬化
,
回火脆性
何卫锋
,
李应红
,
李启鹏
,
聂祥樊
,
李玉琴
,
周磊
稀有金属材料与工程
针对TC6钛合金进行了激光冲击强化(LSP)参数设计,应用XRD衍射仪对LSP试件进行了残余应力分布规律测试和图谱分析,采用透射电子显微镜对强化层微观组织进行了观察,对有无LSP标准振动疲劳试件进行了振动疲劳对比试验.研究表明,TC6钛合金LSP较佳功率密度为3 GW/cm2,LSP能在材料表层产生深度为1.6 mm的高数值残余压应力场,表面残余应力可达-660 MPa,深度为0.1 mm处残余应力最大,最大值可达-690 MPa; LSP后没有新相产生,且晶粒细化、残余微观应变导致Bragg衍射峰宽化；LSP后钛合金表层出现高密度位错和纳米晶；钛合金标准振动疲劳试件LSP后疲劳极限由438.6 MPa增加至526.7 MPa,提高20.1％；疲劳断口分析表明LSP产生的组织细化和高数值残余压应力场可以有效抑制疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提升TC6钛合金的抗疲劳性能.
关键词:
TC6钛合金
,
激光冲击强化
,
残余压应力,纳米晶
,
振动疲劳
