激光冲击强化K403镍基高温合金表面纳米化

安志斌; 沈晓骏; 高山; 姚晨光; 汪诚

doi:10.3788/IRLA201645.0921002

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激光冲击强化K403镍基高温合金表面纳米化

安志斌, 沈晓骏, 高山, 姚晨光, 汪诚

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安志斌, 沈晓骏, 高山, 姚晨光, 汪诚. 激光冲击强化K403镍基高温合金表面纳米化[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 921002-0921002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0921002

引用本文:

安志斌, 沈晓骏, 高山, 姚晨光, 汪诚. 激光冲击强化K403镍基高温合金表面纳米化[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 921002-0921002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0921002

An Zhibin, Shen Xiaojun, Gao Shan, Yao Chenguang, Wang Cheng. Nanocrystallization of Ni-based superalloy K403 by laser shock peening[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 921002-0921002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0921002

Citation:

An Zhibin, Shen Xiaojun, Gao Shan, Yao Chenguang, Wang Cheng. Nanocrystallization of Ni-based superalloy K403 by laser shock peening[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 921002-0921002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0921002

激光冲击强化K403镍基高温合金表面纳米化

doi: 10.3788/IRLA201645.0921002

1.
空军工程大学等离子体动力学实验室,陕西西安 710038;
2.
切斯特大学科学与工程学院激光工程与制造专业,英国切斯特 CH14BJ;
3.
中华女子学院计算中心,北京 1001001

基金项目:

国家自然科学基金青年项目（51405507）

详细信息

作者简介:
安志斌(1981-),男,讲师,硕士,主要从事激光冲击材料表面改性方面的研究。Email:azb1999@163.com

中图分类号: TG17

Nanocrystallization of Ni-based superalloy K403 by laser shock peening

1.
Science and Technology on Plasma Dynamics Laboratory,Air Force Engineering University,Xi'an 710038,China;
2.
Laser Engineering and Manufacturing Research Group,Faculty of Science and Engineering,University of Chester,Chester CH14BJ,UK;
3.
Computation Center,China Women's University,Beijing 1001001,China

摘要: 针对K403镍基高温合金铸造构建易发生裂纹、腐蚀、磨损的问题，采用激光冲击强化技术对K403薄片试件进行处理，使试件表面纳米化提高材料力学性能。利用X射线衍射、SEM扫描电镜、TEM透射电镜分析了材料表面纳米晶层的形成机理。实验结果表明：激光诱导的高压等离子体冲击波可以在样品表面上形成226 nm厚的纳米晶层；从SEM和TEM结果可以看出，激光冲击强化不会改变材料表面物相。在高冲击波压力下，K403试样表面组织产生了位错和纳米级晶粒细化。
- 激光冲击强化 /
- 纳米化 /
- 透射电镜 /
- 位错
Abstract: The surface of the K403's thin slice specimen uses laser shock processing technology in order to strengthen the surface on the nanocrystallization, located on the surface of the specimen, for the cast parts of the nickel-based superalloy K403, which produced cracks, corrosion, and wear. The formation mechanism of the nano-crystal layer on the surface was analyzed by these technologies using X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The results showed that a nanocrystalline layer of 226 nanometers thick could be prepared by laser-induced high-pressure plasma shock wave on the specimen's surface. The results of XRD and SEM showed that it will not change the phase structure by that laser shock processing the refined surface grain structure. Under the high pressure, the surface microstructure of K403 specimen generated a great number of dislocations and refinement grains into nanoscale.
- LSP /
- nanocrystallization /
- TEM /
- dislocation

[1]	Reed R C. The Superalloys:Fundamentals and Applications[M]. UK:Cambridge University Press, 2006.
[2]	Zhang L D, Mo J M. Nano Material and Nano-structure[M]. Beijing:Science Press, 2001.
[3]	Li Yinghong, He Weifeng, Zhou Liucheng. The strengthening mechanism of laser shock processing and its application on the aero-engine components[J]. Science China, 2015, 45:1-8. (in Chinese)
[4]	Nie Xiangfan, He Weifeng, Wang Xuede, et al. Effects of laser shock peening on microstructure and mechanical properties of TC17 titanium alloy[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2014, 43:1691-1696. (in Chinese)
[5]	Li Y H, He W F, Li W, et al. Research on enhancement of aero-engine components fatigue reliability by laser shock processing[C]//The Fifth Aero-Engine Reliability Academic Communication Proceedings, 2009:564-571.
[6]	Che Z G, Yang J. Self-nanocrystallization of Ti-6Al-4V alloy surface induced by laser shock processing[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2014, 43:1056-1060.
[7]	Zhou L C. Effect of multiple laser shock processing on microstructure and mechanical properties of Ti-5Al-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr titanium alloy[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2014, 43:1067-1072.
[8]	Lu J Z. Effects of multiple laser shock processing (LSP) impacts on mechanical properties and wear behaviors of AISI 8620 steel[J]. Materials Science and Engineering A, 2012, 536:57-63.
[9]	Ren X D, Huang J J, Zhou W F, et al. Surface nano-crystallization of AZ91D magnesium alloy induced by laser shock processing[J]. Materials and Design, 2015, 86:421-426.
[10]	Hou L, Wei Y, Shu X, et al. Nanocrystalline structure of magnesium alloys subjected to high energy shot peening[J]. Alloys Compd, 2010, 492(1):347-350.

[1]	王鹤, 李泽明. 激光测距仪与相机信息融合过程中位姿标定方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0413002-0413002-8. doi: 10.3788/IRLA202049.0413002
[2]	刘孝谦, 骆芳, 杜琳琳, 陆潇晓. 激光能量密度对原位生成纳米石墨的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 506004-0506004(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0506004
[3]	徐洋洋, 周建忠, 谭文胜, 孟宪凯, 盛杰, 黄舒, 孙昀杰. 深冷激光喷丸强化2024-T351铝合金的表面力学性能 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206002-1206002(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1206002
[4]	李秋实, 柳淑杰, 张一迪, 包瑞, 孙悦, 周延民. Er:YAG激光对牙本质超微结构作用的电镜观察 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 906005-0906005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0906005
[5]	谢孟芸, 汪诚, 张佩宇, 明继青, 陈辉. 无保护层激光冲击对GH3044涡轮机匣围观组织和性能的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 406005-0406005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406005
[6]	韩威, 郑翔, 赵柏秦. 激光探测小型化收发系统设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906008-0906008(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906008
[7]	崔成君, 劳达宝, 董登峰, 高强, 周维虎. 飞秒激光跟踪仪跟踪脱靶量零位标定方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 117001-0117001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0117001
[8]	张佩宇, 汪诚, 谢孟芸, 李玉琴, 安志斌. 激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
[9]	王洪建, 阳庆国, 叶雁, 彭其先, 粟敬钦, 李泽仁. 激光驱动纳米须靶产生X射线转换效率研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1106008-1106008(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1106008
[10]	范培迅, 钟敏霖. 超快激光制备金属表面微纳米抗反射结构进展 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 621001-0621001(12). doi: 10.3788/IRLA201645.0621001
[11]	李玉琴, 王学德, 宋飞龙, 柴艳. 激光冲击304不锈钢微观组织和性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006005-1006005(4). doi: 10.3788/IRLA201645.1006005
[12]	蒲云体, 王刚, 乔曌, 胡江川, 马平. 激光辐照下金纳米缺陷诱导光学玻璃损伤特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3229-3233.
[13]	戴毅斌, 樊玉杰, 李明尧, 刘晓宇, 蒋彭胜, 殷开婷. 多点激光微冲击成形的数值模拟研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 50-56.
[14]	李兴东, 李满天, 郭伟, 陈超, 孙立宁. TOF激光相机六自由度位姿变换估计 . 红外与激光工程, 2015, 44(7): 2231-2238.
[15]	薛海建, 郭晓松, 周召发, 魏皖宁. 激光陀螺任意二位置寻北仪及误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1784-1789.
[16]	樊玉杰, 周建忠, 陈寒松, 殷开婷. 微尺度下激光冲击对纯铜表面形貌的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3941-3945.
[17]	马艳, 肖胜炜, 张万经. 用于研制纳米长度标准的激光准直原子技术研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2929-2934.
[18]	葛颜绮, 罗娇林, 张书敏, 唐定远, 沈德元, 赵鹭明. 被动锁模光纤激光器中增益支配孤子的腔至峰值功率钳位效应 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3533-3539.
[19]	李靖, 李军, 何卫锋, 李玉琴, 聂祥樊, 何光宇. TC17 钛合金激光多次冲击强化后组织和力学性能研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2889-2895.
[20]	杨东兴, 颜树华, 杜列波, 王国超, 林存宝, 邹鹏飞. 一种小型化纳米级单光栅位移测量系统的研制 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1020-1025.

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激光冲击强化K403镍基高温合金表面纳米化

doi: 10.3788/IRLA201645.0921002

1. 空军工程大学等离子体动力学实验室,陕西西安 710038;

2. 切斯特大学科学与工程学院激光工程与制造专业,英国切斯特 CH14BJ;

3. 中华女子学院计算中心,北京 1001001

作者简介:
安志斌(1981-),男,讲师,硕士,主要从事激光冲击材料表面改性方面的研究。Email:azb1999@163.com

收稿日期: 2016-01-15
修回日期: 2016-02-23
刊出日期: 2016-09-25

基金项目:

国家自然科学基金青年项目（51405507）

中图分类号: TG17

关键词:

摘要: 针对K403镍基高温合金铸造构建易发生裂纹、腐蚀、磨损的问题，采用激光冲击强化技术对K403薄片试件进行处理，使试件表面纳米化提高材料力学性能。利用X射线衍射、SEM扫描电镜、TEM透射电镜分析了材料表面纳米晶层的形成机理。实验结果表明：激光诱导的高压等离子体冲击波可以在样品表面上形成226 nm厚的纳米晶层；从SEM和TEM结果可以看出，激光冲击强化不会改变材料表面物相。在高冲击波压力下，K403试样表面组织产生了位错和纳米级晶粒细化。