同步激光冲击对降低缺陷和改善Ti-6Al-4V激光关节微观结构的影响
Li Zhang1,2, Wentai Ouyang2, Di Wu3,4
1School of Materials Science and Chemical Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 14, 2023
概括
同步激光冲击磨 (SLSP) 有效地修复合金的接缺陷,显著改善机械性能,减少裂和孔隙,而不是接或异步激光冲击磨 (ALSP) 方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 金工业是金工业的一个方面.
背景情况:
- 接像Ti-6Al-4V这样的合金往往会导致裂和毛孔等缺陷.
- 修复这些高成本组件对于经济可行性至关重要.
- 现有的接维修技术很难有效地减轻宏观缺陷.
研究的目的:
- 调查异步激光冲击理 (ALSP) 和同步激光冲击理 (SLSP) 在修复激光接Ti-6Al-4V关节中的有效性.
- 为了比较ALSP和SLSP的缺陷减少和机械性能增强能力.
- 为了理解由这些削技术引起的微观结构变化.
主要方法:
- 对Ti-6Al-4V组件进行激光接.
- 在接接头上应用异步激光冲击理 (ALSP).
- 同步激光冲击切割 (SLSP) 在接接头上的应用.
- 使用微型CT进行微结构分析,观察裂和毛孔的演变.
- 机械测试用于评估最终抗拉强度 (UTS) 和延伸 (EL).
主要成果:
- SLSP诱导的表面塑性变形 (钻孔深度>25微米) 比ALSP (钻孔深度~15微米) 大.
- SLSP显著减少了裂长度和毛孔大小,裂尖显示关闭,表现优于ALSP.
- 与ALSP相比,SLSP由于动态再结晶而实现了优越的谷物精炼和热应力释放.
- 机械性能显著改善:ALSP的UTS增长了4.55%,EL增长了46.48%,而SLSP的UTS增长了19.14%,EL增长了68.49%.
结论:
- 对于修复Ti-6Al-4V接头中的宏接缺陷,SLSP是一种比ALSP更有效的技术.
- 增强的SLSP性能归因于更大的塑料变形,更有效的缺陷封闭,以及微观结构的改进,如谷物精炼.
- 无论是ALSP还是SLSP都提供了改进,但SLSP为提高激光接金元件的机械完整性提供了更好的解决方案.
