高溫合金由于其優(yōu)良的高溫蠕變和強(qiáng)度特性,被廣泛的用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。隨著現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)推力的不斷增加,高性能及輕量化的結(jié)構(gòu)件對(duì)高溫合金的力學(xué)性能提出了更高的要求。激光沖擊處理（Laser shock peening,LSP）技術(shù)作為一種新型的表面強(qiáng)化工藝,可以有效的提高高溫合金的服役壽命,具有非常深遠(yuǎn)的意義。本文以GH3039高溫合金為研究對(duì)象,通過(guò)開(kāi)展激光沖擊高溫合金表面形貌、顯微組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能等研究工作,為激光沖擊處理技術(shù)在高溫合金等熱端部件上的應(yīng)用提供依據(jù)。本論文主要工作及相關(guān)結(jié)論如下:采用美國(guó)LSPT公司生產(chǎn)的Procudo200型激光噴丸系統(tǒng)對(duì)GH3039高溫合金拉伸試樣表面進(jìn)行不同激光能量沖擊處理,利用MTS Landmark 370.10電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行拉伸試驗(yàn),獲得LSP處理前后高溫合金的應(yīng)力-應(yīng)變曲線;利用ARAMIS三維光學(xué)變形和應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)同步采集了高溫合金拉伸試樣在拉伸過(guò)程中的應(yīng)變情況,探究不同激光能量對(duì)激光沖擊強(qiáng)化效果的影響,并利用∑IGMA500型掃描電子顯微鏡（SEM）觀測(cè)其斷口形貌。結(jié)果表明:隨著激光脈沖能量的增加,GH3039高溫合... 

【文章來(lái)源】：江蘇理工學(xué)院江蘇省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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鎳基高溫合金的發(fā)展趨勢(shì)[11]

江蘇理工學(xué)院碩士學(xué)位論文2圖1-1鎳基高溫合金的發(fā)展趨勢(shì)[11]圖1-2各材料在Rolls-Royce航空發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用[14]1.2鎳基高溫合金強(qiáng)化方法由于鎳基高溫合金在制備時(shí)常會(huì)混入夾雜物，導(dǎo)致材料的疲勞性能受到影響，無(wú)法保證結(jié)構(gòu)材料部件的使用壽命，從而制約了合金更廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，用于鎳基高溫合金強(qiáng)化的方法主要有熱處理、表面處理以及合金元素。1.2.1熱處理熱處理對(duì)于鎳基高溫合金組織的影響較為敏感，不同的熱處理能夠?qū)辖鸬木Я６�、�?qiáng)化相的程度和溶解、析出相的數(shù)量和晶粒尺寸等的影響是不同的，因此，需要慎重選擇熱處理工藝。目前，鎳基高溫合金的熱處理工藝研究較為深入的是固溶處理和時(shí)效處理。孫丹丹[16]在研究熱處理對(duì)Inconel625合金組織與性能的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，固溶處理能

江蘇理工學(xué)院碩士學(xué)位論文6（2）超快。沖擊波從誘導(dǎo)產(chǎn)生等離子體到作用結(jié)束時(shí)間只有幾十納秒[48]；（3）高能。激光束作用區(qū)域內(nèi)能量密度非常高[48]；（4）超高應(yīng)變率。沖擊波作用時(shí)間短，應(yīng)變率達(dá)到106s-1以上，相當(dāng)于機(jī)械噴丸的103倍，爆炸壓力的102倍，屬于極端條件下的極端制造方法[48]。圖1-3激光沖擊處理原理圖1.3.2激光沖擊處理國(guó)內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀上個(gè)世紀(jì)70年代，美國(guó)學(xué)者Fairand等人利用高功率、短脈沖強(qiáng)激光沖擊強(qiáng)化7075鋁合金，激光沖擊處理后發(fā)現(xiàn)，其疲勞壽命和抗應(yīng)力腐蝕能力得到了明顯的提高，這也證實(shí)激光沖擊處理技術(shù)的可行性，并由此開(kāi)始拉開(kāi)激光沖擊處理應(yīng)用研究的序幕[49]。緊隨其后，BMI的Calaur等人改進(jìn)了激光沖擊強(qiáng)化工藝，發(fā)現(xiàn)在有約束層和涂覆層模式下，所產(chǎn)生的沖擊波壓力能達(dá)到GPa量級(jí)并顯著提高材料的抗疲勞性能[50]。1990年初，美國(guó)LawrenceLivermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在激光沖擊基礎(chǔ)理論、工藝研究與設(shè)備開(kāi)發(fā)方面，與GE和MIC等公司合作進(jìn)行深入的探索，研發(fā)出了釹玻璃激光器（平均功率600W、頻率10Hz）并成功用于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)表面強(qiáng)化生產(chǎn)中，促進(jìn)了激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)的快速發(fā)展。1995年，在參與美國(guó)“高周疲勞科學(xué)和技術(shù)計(jì)劃”期間，JeffDnlaney博士創(chuàng)辦了LSPTechnologies（LSPT）公司，是當(dāng)時(shí)世界上首家從事激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用公司。1995年起，針對(duì)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中F101發(fā)動(dòng)機(jī)存在的一級(jí)風(fēng)扇葉片抗外物損傷（FOD）能力不足等問(wèn)題，GE公司和美國(guó)空軍決定，著手對(duì)其進(jìn)行激光沖擊處理，以消除F101發(fā)動(dòng)機(jī)抵抗FOD能力的不足。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)激光沖擊強(qiáng)化后，F(xiàn)101發(fā)動(dòng)機(jī)第一級(jí)風(fēng)扇葉片外物損傷容限大幅度提高，如圖1-4所示[51]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]AZ31B變形鎂合金及其焊接件激光沖擊處理研究[D]. 葛茂忠.江蘇大學(xué) 2013

碩士論文
[1]熱處理工藝對(duì)InconelX-750合金的組織和性能的影響研究[D]. 張亞輝.鋼鐵研究總院 2019
[2]激光沖擊強(qiáng)化AM50鎂合金的微觀組織及抗腐蝕性能研究[D]. 劉波.江蘇大學(xué) 2017
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