AZ91D镁合金激光冲击强化力学性能及新型LSP系统工艺研究

发布时间：2024-05-13 22:40

　　镁合金密度为1.8g/cm³左右,具有阻尼性能好、弹性模量大、比强度高、承受冲击载荷能力强等优点。由于镁合金这些优越的性能,被广泛应用于航空航天、运输、化工、汽车等工业领域。随着汽车工业的发展,轻量化和环保化的需求越来越明显,高性能且质量轻的零件对镁合金的力学性能有了更高的要求。对镁合金进行表面改性可以提高镁合金的力学性能和疲劳寿命,而传统的材料表面改性技术,如喷丸强化、滚压对材料的影响层深度有限,采用激光冲击强化技术(Laser shock peening,LSP)对材料进行表面改性,很好地解决了镁合金绝对强度低、室温易疲劳等缺点,有效地抑制了材料裂纹的萌生与扩展,提高镁合金的应用范围和使用寿命。本文以AZ91D镁合金为研究对象,对其进行不同工艺参数的激光冲击强化处理和拉伸试验、摩擦试验,主要的研究内容和结论如下:对镁合金试件表面进行不同光斑搭接率的激光冲击强化处理,利用拉伸试验探究光斑搭接率对激光冲击强化效果的影响。结果表明,随着光斑搭接率的增加,冲击强化效果提升明显,但是光斑搭接率75%的试件较50%的试件拉伸性能没有大幅度地提高,考虑到冲击强化效果和经济性...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1镁合金在航空航天和汽车工业的应用虽然工业领域对镁合金的需要越来越大，但是镁合金硬度较低，在高温下抗蠕变性

图1.1镁合金在航空航天和汽车工业的应用虽然工业领域对镁合金的需要越来越大，但是镁合金硬度较低，在高温下抗蠕变性能差，耐腐蚀性能有限，这些问题制约了镁合金的进一步发展与应用。在航空航天和汽车工业上高性能零件对镁合金性能要求逐渐提高，普通镁合金已经很难满足需求，就需要对镁合金进....

图1.2机械喷丸及其原理

常见的金属表面处理方法有化学转化膜、阳极氧化、电镀及化学镀等方法，但是这些方法随着工业标准的提高，已经很难满足现代工业的环保化和轻量化要求。化学转化膜处理方法会有铬离子污染环境的问题，废液处理也不满足环保要求。电镀和化学镀方法的镀液中含有重金属，会对环境造成污染，同时也会对镁合金....

图1.3激光冲击强化示意图

图1.3激光冲击强化示意图是利用机械力学效应进行的一种表面改性技术，与21]：压：激光冲击强化的功率密度达到GW/cm2量级能量转换。等离子爆炸产生的冲击波压力达到GP产生塑性变形，引入残余应力层。残余应力层的影5~10倍。率：激光冲击强化技术应变速率能达到107s....

图1.4激光冲击强化对航空发动机整体叶盘处理

中北大学学位论文性公司（MIC）委托ManTech公司成功研发了整体叶冲击强化设备，大大提高了激光冲击强化处理效率[40]冲击强化技术对飞机发动机叶片进行处理，标志着激光域[41]。2007年，日本将激光冲击强化技术应用到核电了焊缝的抗腐蚀性能和使用寿命[42]。2012....

本文编号：3972816