激光沖擊強化金屬材料的組織演化、腐蝕行為和磨損性能.pdf

1、激光沖擊強化具有高壓(GPa—TPa)、超快（幾十納秒）、超高應變率(107-108 S-1，比爆炸成形高出100倍)的顯著特點，使金屬表層產生了殘余壓應力、細化的晶粒，并降低了表面粗糙度，由此顯著提高了零件抗疲勞性能。然而目前對于金屬材料表層激光沖擊誘導的典型微結構、抗應力腐蝕和磨損性能結構關系尚缺乏系統的研究。本文以AISI304奧氏體不銹鋼和T9工具鋼為研究對象，采用激光沖擊強化技術改善AISI304奧氏體不銹鋼在氯離子溶液中的抗

2、應力腐蝕性能和激光沖擊強化微織構改善T9工具鋼的耐磨損性能。主要從激光沖擊強化對AISI304不銹鋼顯微硬度和微觀組織的影響、激光沖擊AISI304不銹鋼抗應力腐蝕開裂和點蝕性能的影響、激光沖擊強化微織構T9工具鋼抗磨損性能的影響開展了研究，揭示了激光沖擊不銹鋼抗應力腐蝕影響機理和激光沖擊強化微織構顯著提高工具鋼抗磨損的作用機制。論文研究的主要結論如下:
　　(1)激光沖擊強化顯著提高了AISI304不銹鋼的顯微硬度，并且隨著脈沖

3、能量的提高，不銹鋼表層的晶粒尺寸輕微地減小，顯微硬度和硬化層深度增加。激光沖擊強化后AISI304不銹鋼中出現位錯圈、堆垛層錯四面體、平面位錯陣列、堆垛層錯和機械孿晶;隨著脈沖能量的提高，激光沖擊AISI304不銹鋼表層孿晶密度更高，寬度更小。
　　(2)多次激光沖擊強化可以明顯地提高AISI304不銹鋼的抗拉強度、應力腐蝕開裂抗性和電化學腐蝕抗性，這主要歸功于大面積多次搭接激光沖擊擴大了剪切唇區(qū)域，并使剪切唇區(qū)域的韌窩更均勻和更

4、細化，頸縮區(qū)域更寬。隨著激光脈沖能量的增加，棒材試樣表現出越來越好的抗拉強度和斷面延伸率，應力腐蝕開裂抗性和電化學腐蝕抗性也隨之增加，其原因可以歸功于激光沖擊細化了試樣表層晶粒，同時在表面形成了較深的殘余壓應力層。
　　(3)激光沖擊強化將激光織構后的T9工具鋼表層的殘余拉應力轉變?yōu)楦叻禋堄鄩簯?，并細化表層的晶粒。當溝槽間距和溝槽深度保持不變時，激光沖擊強化微織構試樣的摩擦系數和磨損量很明顯要低于激光織構試樣。并且，激光沖擊強