无涂层激光冲击强化钛基层板

界面无损伤硬化

该层板通过无保护涂层激光冲击强化，在钛表面形成超细马氏体层和压应力层，同时保持金属-复合材料界面完整。

Yang, Yu · 周王凡 · Yuan, Guo · 童照鹏 · 陈兰 · Ren X. · Lin, Li

Optics and Laser Technology 2023

参数信息

界面温升

2 °C

相变影响层冷却速率

10^6 °C/s

技术优势

界面不损伤

激光冲击过程中钛与CFRP界面的温升低于2 °C，远低于树脂热损伤阈值。

表面超细马氏体

表面发生超快凝固形成超细马氏体板条晶粒，提供显著硬化。

引入压应力

在层板中形成压应力层，可抑制疲劳裂纹萌生与扩展。

应用场景

• 纤维金属层板：用激光冲击强化提高纤维金属层板外层钛的疲劳寿命，替代传统机械喷丸。
• 航空结构材料：在航空壁板等结构中引入压应力，无需增加重量即可增强抗疲劳性能。
• 表面强化：在不损伤复合材料界面的前提下强化金属表面，突破多层材料表面处理瓶颈。
• 轻质高强复合材料：提升轻质复合层板金属层的强度与疲劳性能，保持整体轻量化优势。