飞秒激光冲击强化合金

超快相变同步强韧化

通过飞秒激光冲击引起的金属间化合物破碎和纳米析出相可控生成，实现超越传统纳秒激光冲击的晶粒细化、位错增殖和相变协同强化。

Zhiyuan, Liu · Wenmin, Tang · Pan, Feng · Deng, Xueran · Fan, Fei · 杨晶晶 · 雷诚 · 刘胜 · 许乔 · 王度

International Journal of Machine Tools and Manufacture 2025

技术优势

直接破碎金属间化合物

飞秒激光冲击峰值压力超过金属键固有断裂强度，使粗大金属间化合物相动态破碎，为后续纳米强化相析出提供有利位点。

可控析出纳米强化相

通过建立压力依赖的相变框架，精确调控激光能量输入，促进纳米强化相形成的同时抑制不利的微米级析出物。

协同强化更高效

飞秒激光冲击引起晶粒细化、位错增殖和压力介导相变，三者协同作用，其微观组织细化能力优于纳秒激光冲击。

相变规律可迁移

发现的压力敏感相变行为为多种金属体系提供了可迁移的微结构设计与性能优化范式。

应用场景

• 高性能结构合金：用飞秒激光冲击实现多种强化机制协同，直接提升金属结构件的强度与韧性。
• 金属基复合材料：激光冲击调控金属间化合物与析出相，为金属基复合材料的界面设计与强化提供新途径。
• 航空航天金属材料：无需改变合金成分即可实现表面强化，适用于航空构件的高性能化和延寿处理。
• 激光表面工程：将飞秒激光冲击与相变调控结合，为激光表面工程提供精密组织设计的新工艺。