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

无保护层激光冲击对GH3044涡轮机匣围观组织和性能的影响

谢孟芸 汪诚 张佩宇 明继青 陈辉

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[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(4): 406005-0406005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406005
引用本文: 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[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(4): 406005-0406005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406005
Xie Mengyun, Wang Cheng, Zhang Peiyu, Ming Jiqing, Chen Hui. Effects of LSPwC on microstructure and properties of GH3044 turbine case[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(4): 406005-0406005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406005
Citation: Xie Mengyun, Wang Cheng, Zhang Peiyu, Ming Jiqing, Chen Hui. Effects of LSPwC on microstructure and properties of GH3044 turbine case[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(4): 406005-0406005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406005

无保护层激光冲击对GH3044涡轮机匣围观组织和性能的影响

doi: 10.3788/IRLA201847.0406005
基金项目: 

国家自然科学基金(51205406);陕西省工业攻关计划(2014K08-31)

详细信息
    作者简介:

    谢孟芸(1994),男,硕士生,主要从事金属表面强化方面的研究。Email:xmy83789@163.com

  • 中图分类号: TN249

Effects of LSPwC on microstructure and properties of GH3044 turbine case

  • 摘要: 针对激光冲击强化涡轮机匣部件难以贴覆吸收保护涂层的问题,提出无保护层激光冲击(LSPwC)+水砂纸磨除烧蚀层的复合工艺,研究LSPwC对GH3044合金微观组织和力学性能的影响,验证复合工艺的可行性。采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜分析试样表层元素组成和微观组织,通过测试残余应力和高周疲劳寿命表征其力学性能。结果表明,LSPwC在试样表层产生约10~15 m的烧蚀层,烧蚀层内碳、氧元素富集且残余拉、压应力交替存在,烧蚀层以下晶粒和碳化物不同程度地均匀细化;相比原始试样,LSPwC对GH3044合金疲劳寿命提升不明显;水砂纸磨除烧蚀层后,试样表面残余压应力约510 MPa,影响深度层达1 mm,疲劳寿命提高到原始试样的3倍。
  • [1] Guo Jianting. High Temperature Alloy Manual[M]. Beijing:Science Press, 2008:456-460. (in Chinese)郭建亭. 高温合金手册[M]. 北京:科学出版社, 2008:456-460.
    [2] Zou Shikun. Application of laser shock processing on aeronautical manufacturing[J]. China Surface Engineering, 2016, 29(3). (in Chinese)邹世坤. 激光冲击强化在航空制造技术上的应用[J]. 中国表面工程, 2016, 29(3).
    [3] Zhang Y K, Lu J Z, Ren X D, et al. Effect of laser shock processing on the mechanical properties and fatigue lives of the turbojet engine blades manufactured by LY2 aluminum alloy[J]. Materials and Design, 2009, 30:1690-1703.
    [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.
    [5] Wang C, Shen X J, An Z B. Effects of laser shock processing on microstructure and mechanical properties of K403 nickel-alloy[J]. Materials and Design, 2016, 89:582-588.
    [6] Li Wei, Li Yinghong, He Weifeng, et al. Development and application of laser shock processing[J]. Laser and Optoelectronics Progress, 2008, 45(12):15-19. (in Chinese)李伟, 李应红, 何卫锋,等. 激光冲击强化技术的发展和应用[J]. 激光与光电学进展, 2008, 45(12):15-19.
    [7] Sano Y, Obata M, Kubo T, et al. Retardation of crack initiation and growth in austenitic stainless steels by laser peening without protective coating[J]. Materials Science and Engineering, 2006, 417(1-2):334-340.
    [8] Sano Y, Masaki K, Gushi T, et al. Improvement in fatigue performance of friction stir welded A6061-76 aluminum alloy by laser peening without coating[J]. Materials and Design, 2012, 36:809-814.
    [9] Msswad E, Sano Y, Wagner L, et al. Investigation of laser shock peening effects on residual stress state and fatigue performance of titanium alloys[J]. Materials Science and Engineering, 2012, 536:82-91.
    [10] Jiao Yang, He Weifeng, Luo Sihai, et al. Study of micro-scale laser shock processing without coating improving the high cycle fatigue performance of K24 simulated blades[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(10):1003002. (in Chinese)焦阳, 何卫锋, 罗思海, 等. 无保护涂层激光冲击提高K24合金高周疲劳性能研究[J]. 中国激光, 2015, 42(10):1003002.
    [11] Li Yuqin, Wang Xuede, Song Feilong, et al. Study on microstructure and performances of 304 stainless steel treaded by laser shock processing[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10):1006005. (in Chinese)李玉琴, 王学德, 宋飞龙, 等. 激光冲击304不锈钢微观组织和性能研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(10):1006005.
    [12] Qiao Hongchao, Zhao Yixiang, Zhao Jibin. Effect of laser peening on microstructures and properties of TiAl alloy[J]. Optics Precision Engineering, 2014, 22(7):1766-1773. (in Chinese)
    [13] Li Yuqin, He Weifeng, Nie Xiangfan, et al. Research on GHH133 nickel-alloy under laser shock processing[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2015, 44(6):1517-1521. (in Chinese)李玉琴, 何卫锋, 聂祥樊, 等. GHH133镍基高温合金激光冲击强化研究[J]. 稀有金属材料与工程, 2015, 44(6):1517-1521.
    [14] Hua Yinqun, Xue Qing, Liu Haixia, et al. Study of the substructure in nanometer copper thin films treated by laser shock processing[J]. Chinese Optical Letters, 2013, 11(3):1402.
    [15] Li Yazhi, Wang Qi, Zhang Zipeng, et al. Exploring further fatigue crack closure in residual stress field through numerical simulation[J]. Journal of Northwestern Polytechnical University, 2011, 29(1):97-10. (in Chinese)李亚智, 王启, 张自鹏, 等. 残余应力场中疲劳裂纹闭合的数值分析[J]. 西北工业大学学报, 2011, 29(1):97-102.
    [16] Shen Xiaojun, Wang Cheng, An Zhibin, et al. Effects of oblique laser shock processing on rotary bending fatigue of aero-engine fan shaft[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12):3548-355. (in Chinese)沈晓骏, 汪诚, 安志斌, 等. 斜激光冲击对航空发动机风扇轴弯曲疲劳性能的影响[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12):3548-3553.
  • [1] 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
    [2] 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
    [3] 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
    [4] 杨光, 刘佳蓬, 钦兰云, 任宇航, 王维.  激光沉积TA15钛合金显微组织及高周疲劳性能研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1106003-1106003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1106003
    [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] 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
    [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] 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
    [10] 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
    [11] 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
    [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:  535
  • HTML全文浏览量:  87
  • PDF下载量:  39
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-10
  • 修回日期:  2017-12-20
  • 刊出日期:  2018-04-25

无保护层激光冲击对GH3044涡轮机匣围观组织和性能的影响

doi: 10.3788/IRLA201847.0406005
    作者简介:

    谢孟芸(1994),男,硕士生,主要从事金属表面强化方面的研究。Email:xmy83789@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(51205406);陕西省工业攻关计划(2014K08-31)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 针对激光冲击强化涡轮机匣部件难以贴覆吸收保护涂层的问题,提出无保护层激光冲击(LSPwC)+水砂纸磨除烧蚀层的复合工艺,研究LSPwC对GH3044合金微观组织和力学性能的影响,验证复合工艺的可行性。采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜分析试样表层元素组成和微观组织,通过测试残余应力和高周疲劳寿命表征其力学性能。结果表明,LSPwC在试样表层产生约10~15 m的烧蚀层,烧蚀层内碳、氧元素富集且残余拉、压应力交替存在,烧蚀层以下晶粒和碳化物不同程度地均匀细化;相比原始试样,LSPwC对GH3044合金疲劳寿命提升不明显;水砂纸磨除烧蚀层后,试样表面残余压应力约510 MPa,影响深度层达1 mm,疲劳寿命提高到原始试样的3倍。

English Abstract

参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回