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激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响

张佩宇,  汪诚,  谢孟芸,  李玉琴,  安志斌

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张佩宇, 汪诚, 谢孟芸, 李玉琴, 安志斌. 激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
引用本文: 张佩宇, 汪诚, 谢孟芸, 李玉琴, 安志斌. 激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
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Zhang Peiyu, Wang Cheng, Xie Mengyun, Li Yuqin, An Zhibin. Effect of laser shock processing on microstructure and properties of K403 alloy repaired by laser cladding[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
Citation: Zhang Peiyu, Wang Cheng, Xie Mengyun, Li Yuqin, An Zhibin. Effect of laser shock processing on microstructure and properties of K403 alloy repaired by laser cladding[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 906003-0906003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
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激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响

doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
  • 1.

    空军工程大学 等离子体动力学重点实验室,陕西 西安 710038

基金项目: 

国家自然科学基金（51305456）;陕西省工业攻关项目（2014K08-31）

详细信息
    作者简介:

    张佩宇(1993-)，男，硕士生，主要从事材料表面工程方面的研究。Email:zpy7716061@163.com

  • 中图分类号: TN249

Effect of laser shock processing on microstructure and properties of K403 alloy repaired by laser cladding

  • 1.

    Science and Technology on Plasma Dynamics Laboratory,Air Force Engineering University,Xi'an 710038,China

  • 摘要: 针对激光熔覆修复K403镍基高温合金构件组织粗大和力学性能下降的问题，提出采用激光冲击强化技术对修复区进行表面强化。利用SEM观察不同区域微观组织，利用显微硬度、残余应力和高温拉伸强度测试研究其力学性能。结果表明，激光冲击强化细化试样表层晶粒；强化后，试样基体区和熔覆区表面硬度分别提高21%和8%，影响深度约0.8 mm；激光冲击在试样表层引入约610 MPa且均匀分布的残余压应力，影响深度层达1.2 mm，经保温处理后，应力释放约18%，但在表面仍残留较大的残余压应力；激光冲击提高了材料高温拉伸强度约15%，解决了激光熔覆修复K403镍基构件力学性能下降的问题。
    Abstract: Aiming at bulky grains and declination of mechanical properties of K403 nickel-alloy repaired by laser cladding, the laser shock processing(LSP) technology was applied to strengthen the surface of repaired region. The microstructuree was observed through SEM and the mechanical properties were represented by testing microhardness, residual stress and high temperature tensile strength. The results show that the LSP refines crystalline grain of the surface of the specimen. After LSP, the surface hardness of matrix region and cladding zone were improved by 21% and 8% respectively. The hardness affected depth of the LSP was about 0.8 mm. Besides, about 610 MPa and equally distributed residual compressed stress was generated and the affected depth was about 1.2 mm. After thermal retardation, the residual compressed stress was released by about 18%, but high residual compressed stress also existed on surface. The high temperature tensile strength was increased by about 15% after LSP. The problem of mechanical properties decrease of K403 nickel-alloy repaired by laser cladding was solved.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-01-05
  • 修回日期:  2017-02-10
  • 刊出日期:  2017-09-25

激光冲击对K403合金激光熔覆修复微观组织和性能的影响

doi: 10.3788/IRLA201746.0906003
  • 1. 空军工程大学 等离子体动力学重点实验室,陕西 西安 710038
    • 作者简介:

    张佩宇(1993-)，男，硕士生，主要从事材料表面工程方面的研究。Email:zpy7716061@163.com

  • 收稿日期: 2017-01-05
  • 修回日期: 2017-02-10
  • 刊出日期: 2017-09-25
基金项目:

国家自然科学基金（51305456）;陕西省工业攻关项目（2014K08-31）

  • 中图分类号: TN249

摘要: 针对激光熔覆修复K403镍基高温合金构件组织粗大和力学性能下降的问题，提出采用激光冲击强化技术对修复区进行表面强化。利用SEM观察不同区域微观组织，利用显微硬度、残余应力和高温拉伸强度测试研究其力学性能。结果表明，激光冲击强化细化试样表层晶粒；强化后，试样基体区和熔覆区表面硬度分别提高21%和8%，影响深度约0.8 mm；激光冲击在试样表层引入约610 MPa且均匀分布的残余压应力，影响深度层达1.2 mm，经保温处理后，应力释放约18%，但在表面仍残留较大的残余压应力；激光冲击提高了材料高温拉伸强度约15%，解决了激光熔覆修复K403镍基构件力学性能下降的问题。

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