微尺度激光冲击强化TC4

疲劳寿命延至264倍

一种针对激光粉末床熔融TC4钛合金的无涂层微尺度激光冲击强化工艺,相比常规无涂层激光冲击强化,在更低的氧含量增加和更优的表面硬化与压应力水平下,实现疲劳裂纹由表面起裂向亚表面起裂的转变,从而大幅提升高周疲劳性能。

Hongbing, Li · 聂祥樊 · Nan, Jiang · An, Zhibin · Shixi, Li · Rubin, Cui · 何卫锋 · 周鑫 · Yan, Li · 75800726 · Fayong, Zhong

Advanced Engineering Materials 2025

参数信息

疲劳寿命
2.87×10⁶ 次
表面硬度
435.8 HV
压应力
−643.04 MPa
氧含量增加
1.38 %
疲劳寿命提升倍数
264
表面粗糙度
25.15 μm
表面球化颗粒消除率
77–85 %

技术优势

疲劳寿命延长264倍

相比常规无涂层激光冲击强化10.4倍的提升,μLSPwC处理的试样疲劳寿命从10 827次增加到2.87×10⁶次,裂纹萌生位置从表面转到约200 μm深度的亚表面,避免了表面缺陷对疲劳的不利影响。

氧含量增加不到1.4%

μLSPwC处理过程中氧气掺入远低于常规无涂层工艺的6.95%,能更好地保持钛合金基体性质、降低脆化风险。

亚表面起裂更安全

断口分析显示μLSPwC处理的试样疲劳裂纹在约200 μm深度萌生,而常规工艺是表面起裂;亚表面起裂避免了表面粗糙度和缺陷的直接作用,疲劳性能更优。

应用场景