国家自然科学基金(51205406)
- 作品数：27 被引量：190H指数：9
- 相关作者：何卫锋聂祥樊周留成李玉琴李应红更多>>
- 相关机构：空军工程大学西安交通大学中国人民解放军更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺电子电信航空宇航科学技术一般工业技术更多>>
- 激光冲击波增强38CrMoAl钢渗氮耐磨性能研究被引量：4
- 2014年
- 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.
- 何卫锋李玉琴李应红李靖聂祥樊
- 关键词：激光冲击波渗氮38CRMOAL钢显微硬度耐磨性能
- 激光冲击强化“残余应力洞”的形成机制被引量：11
- 2014年
- 利用ABAQUS有限元软件进行了单个圆形高斯光斑的激光冲击强化数值模拟,分析材料表面光斑中心区域形成的"残余应力洞"现象,并通过分析材料的动态力学响应特征揭示了"残余应力洞"的形成机制。结果表明:在冲击波加载时,光斑边界处会产生很强的剪切应力,形成向四周传播的表面稀疏波和向材料内部传播的剪切波。当稀疏波同时传播到光斑中心,发生相遇、汇聚,使材料产生急剧的上下位移过程,造成冲击波加载塑性变形后的二次塑性变形。二次塑性变形中形成了较大的剪切塑性应变,并降低了冲击波加载阶段产生的轴向和径向塑性应变,使残余压应力降低,从而形成"残余应力洞"。
- 王学德聂祥樊臧顺来何卫峰李启鹏
- 关键词：激光冲击强化稀疏波剪切波
- 激光冲击对K403镍基合金高温疲劳性能和断口形貌的影响被引量：9
- 2014年
- 对K403镍基合金涡轮叶片进行激光冲击强化(LSP),利用高温高低周复合疲劳试验验证其强化效果。试验结果表明:冲击后裂纹源区附近平坦区较冲击前变大,在快速扩展(FCG)区,激光冲击强化后疲劳条纹间距减小,有大量二次裂纹产生。且强化后在材料表层会引发晶粒细化以及高残余压应力,但在550℃/150min保温下,残余应力部分发生松弛,但是表层细化结构有很好的热稳定性。相比冲击前样件,激光冲击强化后涡轮叶片疲劳寿命提高了140%。热松弛后的残余压应力和表面晶粒细化是镍基合金疲劳寿命提高的主要原因。
- 罗思海何卫锋周留成赖志林柴艳何光宇
- 关键词：激光光学激光冲击强化高温疲劳疲劳断口残余压应力
- 激光冲击强化提高K403铸造高温合金疲劳性能被引量：5
- 2014年
- 采用YLSS-M60U型高能Nd:YAG激光器,对发动机高压涡轮叶片材料K403/K3铸造高温合金试片进行激光冲击强化处理,强化工艺参数为:激光能量3J,光斑直径2.6mm,脉宽20ns,波长1064nm,吸收保护层为铝箔,约束层为水,搭接率50%,冲击3次。强化后,在420MPa应力水平下进行了室温高周振动疲劳测试,并进行了扫描电镜观察和X射线衍射仪物相分析。研究结果表明:激光冲击强化后,试片疲劳寿命是原始状态试片寿命的2.4倍,激光冲击强化的强冲击波作用使金属发生高应变率塑性变形,以及随之产生的较大较深残余压应力,是金属疲劳性能提高的主要原因。
- 汪诚薛彦庆柴艳安航赖志林周磊何卫锋
- 关键词：铸造高温合金高周疲劳激光冲击强化显微组织残余应力
- 无保护层激光冲击提高K24合金高周疲劳性能研究被引量：6
- 2015年
- 针对K24镍基铸造合金材料表面粗糙度大引起吸收保护层贴合不紧密的问题,提出采用无保护层激光冲击(LSPw C)方法对K24合金进行强化,利用高周疲劳实验验证其强化效果,并从残余应力、微观组织方面讨论疲劳性能改善机理。实验结果表明:相对于原始叶片,LSPw C后的模拟叶片的疲劳强度提高16%,保温后疲劳强度提高11%。LSPw C在试样表层诱导产生高幅值残余压应力和高密度位错,从而提高模拟叶片的疲劳性能;保温后,大部分残余压应力发生松弛,位错结构具有较好的热稳定性,这是保温后模拟叶片疲劳性能提高的主要原因。
- 焦阳何卫锋罗思海周留成李应红
- 关键词：高周疲劳残余压应力
- 斜激光冲击对航空发动机风扇轴弯曲疲劳性能的影响被引量：6
- 2015年
- 采用激光斜入方法对航空发动机扇轴转接圆角部位进行激光冲击强化试验。分析了斜冲击机理及方法,计算优化斜激光冲击强化试验参数,对冲击前后试件的显微硬度、残余应力进行对比分析,并进行旋转了弯曲疲劳对比验证试验。其结果表明,风扇轴经过激光斜冲击强化后,表面显微硬度提高了11%,残余应力不均匀性得到改善,旋转弯曲疲劳寿命提高了160%;断口观察分析可知,激光冲击强化可以使疲劳源位置内移,降低裂纹扩展速率,从而提高试件的疲劳性能。
- 沈晓骏汪诚安志斌周留成赖志林王冠
- 关键词：圆角残余应力
- 激光冲击对TC11钛合金组织和力学性能的影响被引量：11
- 2014年
- 对TC11钛合金进行激光冲击强化处理,通过透射电子显微镜观察不同参数下TC11钛合金的微观组织变化,用显微硬度计和X射线应力测试仪分别测试材料表层硬度和残余应力,并通过TC11钛合金标准疲劳试片高周振动疲劳试验验证激光冲击对其疲劳性能的影响.试验结果表明:激光冲击波作用后表面组织结构发生明显变化,当冲击次数增加,先后出现了高密度位错、位错胞和纳米级晶粒等微观组织特征.冲击10次后,表面残余应力最高达到-632.5MPa,相应的塑性变形层深度达到1500μm左右;同时表面硬度在冲击1次即可提高19%,硬度影响深度为700μm,随着次数增加而提高,但幅度不大.经3次冲击处理的TC11钛合金标准疲劳试片的疲劳极限由原始483MPa提高到593MPa.
- 聂祥樊何卫锋臧顺来王学德李玉琴柴艳
- 关键词：激光冲击强化TC11钛合金残余应力
- 激光喷丸与渗铝复合工艺提高K417合金力学性能研究被引量：2
- 2015年
- 对渗铝、渗铝后强化、强化后渗铝的K417合金试件分别进行振动疲劳试验。试验结果表明,相对于渗铝处理,强化后渗铝试样的疲劳强度提高了50%,而渗铝后强化试样的疲劳强度提高了30%,这说明渗铝与激光喷丸强化复合工艺可以提高材料的疲劳性能,且强化后渗铝效果更好。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析激光喷丸强化与渗铝复合工艺顺序对材料力学性能的影响,讨论了疲劳性能的改善机理。结果表明,激光喷丸强化促进了渗铝过程,生成大量柱状晶,渗层厚度增加,渗层与基体的结合更加紧密,从而有效提升疲劳性能;而渗铝后强化主要对渗层表面进行了形变强化,疲劳性能的提升有限。
- 焦阳何卫锋孙岭周留成聂祥樊罗思海李靖
- 关键词：渗铝显微硬度
- 激光冲击“残余应力洞”的参数敏感性分析及其抑制方法被引量：7
- 2014年
- 为研究激光冲击材料表面的"残余应力洞"现象,利用ABAQUS有限元软件,数值模拟了圆形高斯光斑的激光冲击强化。阐述了激光冲击"残余应力洞"的残余应力分布特点,讨论了不同激光冲击参数对"残余应力洞"的影响规律。提出增大光斑搭接率和利用光学透镜二元光学衍射方法形成能量均匀方光斑等2种抑制方法,并对其抑制效果进行对比分析。结果表明:冲击波峰值压力、冲击波持续时间的增加会加剧"残余应力洞",而光斑大小和冲击波上升时间的增大则效果相反;二元光学衍射方法相比增大光斑搭接率,表面残余压应力数值虽发生一定程度地降低,但残余应力场分布具有更好的均匀性,且在实际构件强化处理中具有低搭接率的工艺优势。
- 聂祥樊臧顺来何卫锋赵洁
- 关键词：激光冲击强化
- 激光冲击强化与超声喷丸对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢疲劳性能的影响被引量：9
- 2013年
- 为了比较激光冲击强化与超声喷丸对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢疲劳性能的影响,对未处理、超声喷丸处理和激光冲击强化处理三种状态试件进行常温振动疲劳试验,并通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等手段分析两种技术提高疲劳寿命的机理。试验结果表明,在选定的工艺参数下,超声喷丸和激光冲击强化处理后,疲劳寿命分别提高了88.2%和280.1%,形成的表面残余应力分别为-545 MPa,-810 MPa,残余压应力深度分别为0.4mm,1.8mm,表面硬度由392HV分别提高到434HV、405HV;超声喷丸形成的组织细化层和纳米晶层较深。经分析,激光冲击强化对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢常温疲劳性能的提高优于超声喷丸主要与其产生的高残余压应力和低粗糙度影响有关。
- 赖志林汪诚李应红周留成何卫锋聂祥樊孙冬
- 关键词：激光技术激光喷丸超声喷丸
