无涂层激光冲击强化单晶高温合金

疲劳寿命延长36.5%

无涂层激光冲击强化技术通过表面纳米复合层和深层加工硬化层协同提升单晶高温合金的抗疲劳性能，避免了传统有涂层工艺导致的晶粒细化问题。

Dang, Xiaofeng · Xiaoqing, Liang · 罗思海 · 李尧 · Jiao, Yang · Tian, Zeng · 何卫锋

Materials and Design 2023

参数信息

纳米硬度提升幅度

55 %

加工硬化层深度

400 μm

疲劳寿命延长幅度

~36.5 %

重熔层厚度

~0.8 μm

氧化物纳米颗粒富集层厚度

~0.4 μm

技术优势

保留单晶结构

无涂层激光冲击强化避免了传统有涂层工艺引起的表面晶粒细化，处理后近表面仍保持单晶结构。

疲劳寿命提升36.5%

残余压应力、加工硬化和近表面异质结构协同作用，使疲劳寿命延长约36.5%。

表面硬度提高55%

重熔层形成γ固溶体基体上弥散分布富铝氧化物纳米颗粒的复合材料，纳米硬度比基体高55%。

应用场景

• 航空发动机涡轮叶片：直接强化叶片表面，延长疲劳寿命且保持单晶完整性。
• 燃气轮机热端部件：用于热端部件，无涂层工艺避免涂层退化风险。
• 金属表面强化：提供无需保护涂层的激光冲击强化方案，避免晶粒细化。