激光冲击强化钛合金

抗损性能明显提高

通过激光冲击强化在热锻Ti–6Al–4V合金表面构建梯度晶粒结构和核壳状结构，相比未处理合金，其表面损伤抗力和力学性能均有提升，尤其适用于需抵抗磨损和异物冲击的航空部件。

Ouyang, Wentai · 张利 · Wu Hai-Chen · 吴頔 · Shuowen, Zhang · Xiu, Qin · Shilong, Jiang · 李书军 · 张文武 · 盛立远

International Journal of Machine Tools and Manufacture 2024

技术优势

形成核壳结构

α-Ti相作为核心，β-Ti相通过滑移和相变形成壳层，双相协同构成核壳状结构，强化了微观组织。

构建梯度晶粒

增加冲击次数促使核壳结构包裹更充分并形成从表面到内部的梯度晶粒结构，同时引入大量位错强化。

提升抗损能力

通过微观组织调控和晶体缺陷工程，材料表面损伤抗力和力学性能明显提升。

细化与合并双相晶粒

激光冲击同时使超细α-Ti晶粒合并和粗α-Ti晶粒细化，重新构建双尺寸晶粒结构。

应用场景

• 航空发动机部件：用于发动机叶片等部件，抵抗异物冲击和磨损，延长服役寿命。
• 钛合金结构件：用于航空钛合金结构件，提高表面损伤抗力和力学性能。
• 表面强化：代替传统表面处理，通过梯度晶粒和核壳结构实现更优强化效果。
• 抗异物冲击：用于需抵抗异物冲击的部件，降低累积损伤和突然失效风险。