激光冲击强化对GH4169加工表面完整性和疲劳寿命的影响
发布时间：2022-01-04 10:15
镍基高温合金GH4169具有较高的高温强度、抗蠕变性,在600℃以上的高温环境具有抗氧化和耐腐蚀性,常用于制造航空、能源工业中的涡轮盘、转子叶片等主要部件。涡轮转子叶片在服役条件下承受严重的热载荷和机械载荷,由于应力集中,叶片根部容易发生疲劳断裂。面对涡轮转子叶片长服役寿命需求,亟待改善GH4169转子叶片的加工工艺,但转子叶片根部结构复杂,加工及强化较困难。激光冲击具有强化效果佳、可控性强、适应性好等优点,特别是小光斑激光冲击更有经济性和稳定性技术优势,可用于提高GH4169零件加工表面完整性和疲劳寿命。本文以小光斑激光冲击强化对高温合金GH4169加工表面完整性和疲劳寿命的影响规律为研究对象,基于激光冲击原理、冲击波理论,搭建小光斑激光冲击强化加工实验平台,通过激光冲击强化GH4169实验、拉伸疲劳实验、有限元仿真和数理统计分析相结合的研究方法,分析GH4169加工表面残余应力、显微硬度和表面粗糙度随光斑搭接率、能量密度及冲击次数的变化规律,探究GH4169小光斑激光冲击强化加工表面的形成机理,揭示小光斑激光冲击强化工艺对高温合金GH4169疲劳寿命的影响机理,阐述GH4169小光...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＰＷ４０００航空发动机中金属材料质量占比［８】??
１．２．１激光冲击强化技术研究??激光冲击强化（Ｌａｓｅｒｓｈｏｃｋｐｅｅｎｉｎｇ，ＬＳＰ）利用具有高功率密度和短脉冲（ｎｓ）??的强激光束作用于待处理材料表面对其强化激光冲击强化原理如图１－２所示，??材料表面所涂覆的能量吸收涂层吸收激光能量迅速汽化形成高温、高压等离子体，??等离子体吸收激光能量后爆炸产生等离子体高压冲击波。激光冲击强化产生的冲击??波压力远大于材料的动态屈服强度，材料表面发生超高应变率的弹塑性变形［１８］。吸??收保护层用于吸收激光能量，防止材料表面被激光灼伤，因此吸收保护层需选用对??２??
布更均匀、区域更大。王长雨等［４５］建立了激光冲击强化ＡＭ５０镁合金残余应力模型，??研究激光进给方向对ＡＭ５０镁合金试样加工表面残余应力分布的影响，对比分析双??面同时冲击和间隔冲击ＡＭ５０疲劳试样之间存在的差异，结果如图１－３和图１－４所??示。由图１－３可知，激光进给方向对残余应力一致性和均匀性有显著影响，由１－４可??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面粗糙度对压气机盘疲劳寿命的影响[J]. 龙波,苏雷,金鹏,肖久林. 航空维修与工程. 2017(04)
[2]激光冲击强化提高外物打伤TC4钛合金疲劳强度的试验研究[J]. 李东霖,何卫锋,游熙,张金,罗思海,杨竹芳,聂祥樊. 中国激光. 2016(07)
[3]双面激光喷丸条件下冲击前进方向对AM50镁合金试样残余应力场的影响[J]. 王长雨,罗开玉,鲁金忠. 中国激光. 2016(03)
[4]激光冲击“残余应力洞”的参数影响[J]. 贾凯翔,张传伟,聂祥樊. 火力与指挥控制. 2014(08)
[5]激光冲击“残余应力洞”的参数敏感性分析及其抑制方法[J]. 聂祥樊,臧顺来,何卫锋,赵洁. 高电压技术. 2014(07)
[6]INCONEL 718（GH4169）高温合金的发展与工艺[J]. 齐欢. 材料工程. 2012(08)
[7]激光冲击Johnson-Cook模型材料参数优化[J]. 潘应晖,戴峰泽,鲁金忠. 兰州理工大学学报. 2012(02)
[8]激光冲击处理对GH4169合金应力回火稳定性的影响[J]. 孔德军,缪宏. 材料热处理学报. 2010(09)
[9]激光冲击材料表面“残余应力洞”形成规律与分析[J]. 姜银方,来彦玲,张磊,唐振州,李志飞. 中国激光. 2010(08)
[10]激光冲击强化对K417材料振动疲劳性能的影响[J]. 李伟,何卫锋,李应红,汪诚,杨卓君. 中国激光. 2009(08)
硕士论文
[1]钛合金喷丸强化残余应力场X射线法测试精确度与表征[D]. 刘崇远.大连理工大学 2018
[2]基于激光冲击的钛合金小孔构件残余应力分布及疲劳性能研究[D]. 李振.江苏大学 2016
[3]低塑性滚压钛合金TC4表面完整性及低周疲劳寿命研究[D]. 贺蒙.山东大学 2015
[4]基于数值模拟的激光喷丸诱导残余应力场及其疲劳裂纹扩展特性研究[D]. 赵建飞.江苏大学 2009
本文编号：3568162
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＰＷ４０００航空发动机中金属材料质量占比［８】??
１．２．１激光冲击强化技术研究??激光冲击强化（Ｌａｓｅｒｓｈｏｃｋｐｅｅｎｉｎｇ，ＬＳＰ）利用具有高功率密度和短脉冲（ｎｓ）??的强激光束作用于待处理材料表面对其强化激光冲击强化原理如图１－２所示，??材料表面所涂覆的能量吸收涂层吸收激光能量迅速汽化形成高温、高压等离子体，??等离子体吸收激光能量后爆炸产生等离子体高压冲击波。激光冲击强化产生的冲击??波压力远大于材料的动态屈服强度，材料表面发生超高应变率的弹塑性变形［１８］。吸??收保护层用于吸收激光能量，防止材料表面被激光灼伤，因此吸收保护层需选用对??２??
布更均匀、区域更大。王长雨等［４５］建立了激光冲击强化ＡＭ５０镁合金残余应力模型，??研究激光进给方向对ＡＭ５０镁合金试样加工表面残余应力分布的影响，对比分析双??面同时冲击和间隔冲击ＡＭ５０疲劳试样之间存在的差异，结果如图１－３和图１－４所??示。由图１－３可知，激光进给方向对残余应力一致性和均匀性有显著影响，由１－４可??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面粗糙度对压气机盘疲劳寿命的影响[J]. 龙波,苏雷,金鹏,肖久林. 航空维修与工程. 2017(04)
[2]激光冲击强化提高外物打伤TC4钛合金疲劳强度的试验研究[J]. 李东霖,何卫锋,游熙,张金,罗思海,杨竹芳,聂祥樊. 中国激光. 2016(07)
[3]双面激光喷丸条件下冲击前进方向对AM50镁合金试样残余应力场的影响[J]. 王长雨,罗开玉,鲁金忠. 中国激光. 2016(03)
[4]激光冲击“残余应力洞”的参数影响[J]. 贾凯翔,张传伟,聂祥樊. 火力与指挥控制. 2014(08)
[5]激光冲击“残余应力洞”的参数敏感性分析及其抑制方法[J]. 聂祥樊,臧顺来,何卫锋,赵洁. 高电压技术. 2014(07)
[6]INCONEL 718（GH4169）高温合金的发展与工艺[J]. 齐欢. 材料工程. 2012(08)
[7]激光冲击Johnson-Cook模型材料参数优化[J]. 潘应晖,戴峰泽,鲁金忠. 兰州理工大学学报. 2012(02)
[8]激光冲击处理对GH4169合金应力回火稳定性的影响[J]. 孔德军,缪宏. 材料热处理学报. 2010(09)
[9]激光冲击材料表面“残余应力洞”形成规律与分析[J]. 姜银方,来彦玲,张磊,唐振州,李志飞. 中国激光. 2010(08)
[10]激光冲击强化对K417材料振动疲劳性能的影响[J]. 李伟,何卫锋,李应红,汪诚,杨卓君. 中国激光. 2009(08)
硕士论文
[1]钛合金喷丸强化残余应力场X射线法测试精确度与表征[D]. 刘崇远.大连理工大学 2018
[2]基于激光冲击的钛合金小孔构件残余应力分布及疲劳性能研究[D]. 李振.江苏大学 2016
[3]低塑性滚压钛合金TC4表面完整性及低周疲劳寿命研究[D]. 贺蒙.山东大学 2015
[4]基于数值模拟的激光喷丸诱导残余应力场及其疲劳裂纹扩展特性研究[D]. 赵建飞.江苏大学 2009
本文编号：3568162
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