留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响

张佩宇 汪诚 谢孟芸 李玉琴 安志斌

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[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
引用本文: 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[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
Zhang Peiyu, Wang Cheng, Xie Mengyun, Li Yuqin, An Zhibin. Effect of laser shock processing on microstructure and properties of K403 alloy repaired by laser cladding[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
Citation: Zhang Peiyu, Wang Cheng, Xie Mengyun, Li Yuqin, An Zhibin. Effect of laser shock processing on microstructure and properties of K403 alloy repaired by laser cladding[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003

激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响

doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
基金项目: 

国家自然科学基金(51305456);陕西省工业攻关项目(2014K08-31)

详细信息
    作者简介:

    张佩宇(1993-),男,硕士生,主要从事材料表面工程方面的研究。Email:zpy7716061@163.com

  • 中图分类号: TN249

Effect of laser shock processing on microstructure and properties of K403 alloy repaired by laser cladding

  • 摘要: 针对激光熔覆修复K403镍基高温合金构件组织粗大和力学性能下降的问题,提出采用激光冲击强化技术对修复区进行表面强化。利用SEM观察不同区域微观组织,利用显微硬度、残余应力和高温拉伸强度测试研究其力学性能。结果表明,激光冲击强化细化试样表层晶粒;强化后,试样基体区和熔覆区表面硬度分别提高21%和8%,影响深度约0.8 mm;激光冲击在试样表层引入约610 MPa且均匀分布的残余压应力,影响深度层达1.2 mm,经保温处理后,应力释放约18%,但在表面仍残留较大的残余压应力;激光冲击提高了材料高温拉伸强度约15%,解决了激光熔覆修复K403镍基构件力学性能下降的问题。
  • [1] Yan Anru,Yang Tiantian,Wang Yanling, et al. Forming process and high temperature mechanical properties of variable energy laser selective melting manufacturing IN718 superalloy[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(6):1695-1704. (in Chinese) 闫岸如,杨恬恬,王燕灵,等. 变能量激光选区熔化IN718镍基超合金的成形工艺及高温机械性能[J]. 光学精密工程, 2015, 23(6):1695-1704.
    [2] Cai Zhixiang, Zeng Xiaoyan. Development and applications of laser micro cladding[J]. Chinese Journal of Optics, 2010, 3(5):405-414. (in Chinese) 蔡志祥,曾晓雁. 激光微熔覆技术的发展及应用[J]. 中国光学,2010, 3(5):405-414.
    [3] Bian Hongyou, Li Xiangpeng, Li Ying, et al. Research on the laser deposition repair of GH4169[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(2):0206006. (in Chinese) 卞宏友, 赵翔鹏, 李英,等. 激光沉积修复GH4169合金试验研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(2):0206006.
    [4] An Zhibin, Shen Xiaojun, Gao Shan, et al. Nanocrystallization of Ni-based superalloy K403 by laser shock peening[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9):0921002. (in Chinese) 安志斌, 沈晓骏, 高山, 等. 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):0921002.
    [5] He Weifeng, Zhang Jin, Yang Zhuojun, et al. Fatigue properties research of titanium alloy repaired by laser cladding and laser shock processing[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(11):1103008. (in Chinese) 何卫锋,张金, 杨卓君, 等. 激光冲击强化钛合金熔覆修复试件疲劳性能研究[J]. 中国激光, 2015, 42(11):1103008.
    [6] Omar Hatamleh. A comprehensive investigation on the effects of laser and shot peening on fatigue crack growth in friction stir welded AA2195 joints[J]. International Journal of Fatigue, 2009, 31:974-988.
    [7] Wang C, Shen X J, An Z B. Effects of laser shock processing on microstructure and mechanicalproperties of K403 nickel-alloy[J]. Materials and Design, 2016, 89:582-588.
    [8] Qiao Hongchao, Zhao Yixiang, Zhao Jibin, et al. Effect of laser peening on microstructures and properties of TiAl alloy[J]. Optics Precision Engineering, 2014, 22(7):1766-1773. (in Chinese) 乔红超,赵亦翔,赵吉宾,等.激光冲击强化对TiAl合金组织和性能的影响[J]. 光学精密工程, 2014, 22(7):1766-1773.
    [9] Liu Hongxi, Leng Ning, Zhang Xiaowei, et al. Microstructure and wear behavior of WC/Co50 composite coatings on 40Cr cutting tool surface prepared by laser cladding[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1):0120001. (in Chinese) 刘洪喜, 冷凝,张晓伟, 等. 40Cr刀具表面激光熔覆WC/Co50复合涂层的微观组织及其耐磨损性能[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(1):0120001.
    [10] Liu Jun,Yang He, Sun Zhichao. High temperature tensile fracture behavior of K403 Ni-based superalloy[J]. Ordnance Material Science and Engineering, 2014, 37(7):25-28. (in Chinese) 刘君, 杨合, 孙志超. K403镍基高温合金的高温拉伸断裂行为[J]. 兵器材料科学与工程, 2014, 37(7):25-28.
    [11] Zhang Lei, Lu Jinzhong, Zhang Yongkan, et al. Effects of processing parameters on fatigue properties of LY2 Al alloy subjected to laser shock processing[J]. Chinese Optics Letters,2011, 9(6):061406.
  • [1] 余霞, 王家秋, 张彬.  薄膜残余应力和表面杂质对变形镜疲劳寿命的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 916002-0916002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0916002
    [2] 沈正祥, 张璟, 余俊, 王晓强, 卫俊杰, 龙华保.  X射线望远镜超薄镜片装配结构的粘结强度探究 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 218001-0218001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0218001
    [3] 严惠, 王霄, 梁绘昕, 田宗军, 谢德巧, 徐国建.  选区顺序对激光直接制造TC4残余应力及变形的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 242002-0242002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0242002
    [4] 张兴权, 纪看看, 王会廷, 戚晓利, 陈彬, 童靳于, 方光武.  激光冲击圆杆曲面诱导的残余应力数值模拟 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 706004-0706004(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0706004
    [5] 李紫慧, 王续跃.  金属复合板激光弯曲过程中翘曲变形数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 506004-0506004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0506004
    [6] 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
    [7] 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
    [8] 王学德, 罗思海, 何卫锋, 聂祥樊, 焦阳.  无保护层激光冲击对K24镍基合金力学性能的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106005-0106005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0106005
    [9] 刘洪喜, 刘子峰, 张晓伟, 石海, 蒋业华.  稳恒磁场设计及电流强度对激光熔覆Fe55涂层微结构的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 406001-0406001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0406001
    [10] 黄志伟, 张兴权, 章艳, 裴善报, 黄志来, 陈彬.  边界约束条件对薄板激光喷丸诱导残余应力和塑性变形的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806009-0806009(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0806009
    [11] 鞠恒, 林成新, 张佳琪, 刘志杰.  Fe-Mn-Si形状记忆合金涂层残余应力模拟与测量 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017009-1017009(10). doi: 10.3788/IRLA201777.1017009
    [12] 刘洪喜, 冷凝, 张晓伟, 蒋业华.  40Cr刀具表面激光熔覆WC/Co50复合涂层的微观组织及其磨损性能 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 120001-0120001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0120001
    [13] 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
    [14] 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 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 921002-0921002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0921002
    [15] 卞宏友, 雷洋, 李英, 杨光, 钦兰云, 王维, 韩双隆.  感应预热对激光沉积修复TA15钛合金显微组织和残余应力的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 705003-0705003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0705003
    [16] 沈晓骏, 汪诚, 安志斌, 周留成, 赖志林, 王冠.  斜激光冲击对航空发动机风扇轴弯曲疲劳性能的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3548-3553.
    [17] 杨光, 丁林林, 王向明, 王华明, 钦兰云.  扫描路径对激光修复钛合金残余应力与变形的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2926-2932.
    [18] 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.
    [19] 王传琦, 刘洪喜, 周荣, 蒋业华, 张晓伟.  机械振动辅助激光重熔Ni基合金TiC复合涂层微观组织研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2651-2657.
    [20] 韩潇, 朱嘉琦, 周峰, 陈晓丽.  多层四面体非晶碳膜的热稳定性 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 144-148.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  359
  • HTML全文浏览量:  53
  • PDF下载量:  87
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-01-05
  • 修回日期:  2017-02-10
  • 刊出日期:  2017-09-25

激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响

doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
    作者简介:

    张佩宇(1993-),男,硕士生,主要从事材料表面工程方面的研究。Email:zpy7716061@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(51305456);陕西省工业攻关项目(2014K08-31)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 针对激光熔覆修复K403镍基高温合金构件组织粗大和力学性能下降的问题,提出采用激光冲击强化技术对修复区进行表面强化。利用SEM观察不同区域微观组织,利用显微硬度、残余应力和高温拉伸强度测试研究其力学性能。结果表明,激光冲击强化细化试样表层晶粒;强化后,试样基体区和熔覆区表面硬度分别提高21%和8%,影响深度约0.8 mm;激光冲击在试样表层引入约610 MPa且均匀分布的残余压应力,影响深度层达1.2 mm,经保温处理后,应力释放约18%,但在表面仍残留较大的残余压应力;激光冲击提高了材料高温拉伸强度约15%,解决了激光熔覆修复K403镍基构件力学性能下降的问题。

English Abstract

参考文献 (11)

目录

    /

    返回文章
    返回