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激光冲击强化提高 K403铸造高温合金疲劳性能

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汪诚, 薛彦庆, 柴艳, 安航, 赖志林, 周磊, 何卫锋. 2014: 激光冲击强化提高 K403铸造高温合金疲劳性能, 强激光与粒子束, null(10): 109001. doi: 10.11884/HPLPB201426.109001
引用本文: 汪诚, 薛彦庆, 柴艳, 安航, 赖志林, 周磊, 何卫锋. 2014: 激光冲击强化提高 K403铸造高温合金疲劳性能, 强激光与粒子束, null(10): 109001. doi: 10.11884/HPLPB201426.109001
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Wang Cheng, Xue Yanqing, Chai Yan, An Hang, Lai Zhilin, Zhou Lei, He Weifeng. 2014: Laser shock processing for improving fatigue property of K403 cast superalloy, High Power Lase and Particle Beams, null(10): 109001. doi: 10.11884/HPLPB201426.109001
Citation: Wang Cheng, Xue Yanqing, Chai Yan, An Hang, Lai Zhilin, Zhou Lei, He Weifeng. 2014: Laser shock processing for improving fatigue property of K403 cast superalloy, High Power Lase and Particle Beams, null(10): 109001. doi: 10.11884/HPLPB201426.109001
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激光冲击强化提高 K403铸造高温合金疲劳性能

  • 空军工程大学 航空航天工程学院，等离子体动力学重点实验室，西安 710038

  • 中国人民解放军 95466 部队,成都,610000

Laser shock processing for improving fatigue property of K403 cast superalloy

  • 摘要: 采用 YLSS-M60U 型高能 Nd：YAG 激光器，对发动机高压涡轮叶片材料 K403/K3铸造高温合金试片进行激光冲击强化处理，强化工艺参数为：激光能量3 J，光斑直径2．6 mm，脉宽20 ns，波长1064 nm，吸收保护层为铝箔，约束层为水，搭接率50％，冲击3次。强化后，在420 MPa 应力水平下进行了室温高周振动疲劳测试，并进行了扫描电镜观察和 X 射线衍射仪物相分析。研究结果表明：激光冲击强化后，试片疲劳寿命是原始状态试片寿命的2．4倍，激光冲击强化的强冲击波作用使金属发生高应变率塑性变形，以及随之产生的较大较深残余压应力，是金属疲劳性能提高的主要原因。
    Abstract: The high-energy Nd:YAG laser YLSS-M60U was adopted for laser shock processing on K403/K3 cast superalloy test specimen from pressure-turbine blade materials of a certain type of engine.The processing parameters are:laser energy 3 J, spot diameter 2.6 mm,laser pulse 20 ns,laser wave length 1064 nm.An aluminium foil was used as the protection coating,a-long with water as the restraint layer,the overlap rate reached 50% after 3 times of shocking.The high-cycle fatigue (HCF)test was conducted under the room temperature at stress level of 420 MPa as well as the SEM observation and XRD (x-Ray diffrac-tion)analysis after laser shock processing.The study shows that the leading reasons for improving the fatigue property of metal involve that the fatigue life of the test specimen was 2.4 times longer than the original after laser shock processing,the strong shock waves plastically deform the metal with high-strain rate and generate much larger and deeper residual compressive stress.
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出版历程
  • 刊出日期:  2014-10-30

激光冲击强化提高 K403铸造高温合金疲劳性能

  • 空军工程大学 航空航天工程学院，等离子体动力学重点实验室，西安 710038
  • 中国人民解放军 95466 部队,成都,610000

摘要: 采用 YLSS-M60U 型高能 Nd：YAG 激光器，对发动机高压涡轮叶片材料 K403/K3铸造高温合金试片进行激光冲击强化处理，强化工艺参数为：激光能量3 J，光斑直径2．6 mm，脉宽20 ns，波长1064 nm，吸收保护层为铝箔，约束层为水，搭接率50％，冲击3次。强化后，在420 MPa 应力水平下进行了室温高周振动疲劳测试，并进行了扫描电镜观察和 X 射线衍射仪物相分析。研究结果表明：激光冲击强化后，试片疲劳寿命是原始状态试片寿命的2．4倍，激光冲击强化的强冲击波作用使金属发生高应变率塑性变形，以及随之产生的较大较深残余压应力，是金属疲劳性能提高的主要原因。

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