DZ17G定向凝固高温合金的微激光冲击强化方法与疲劳试验研究

作者：聂祥樊; 李应红; 何卫锋; 徐凌志; 罗思海; 李翔; 李一鸣; 田乐

来源：稀有金属材料与工程, 2018, 47(10): 3141-3147.

• DZ17G定向凝固合金
• 微激光冲击强化
• 高密度位错
• 显微硬度
• 高周疲劳

针对航空发动机涡轮叶片疲劳断裂问题,对DZ17G定向凝固合金模拟叶片进行激光冲击强化处理。为了防止剧烈塑性变形导致定向柱状晶发生细化,提出基于微激光冲击强化系统的水下无吸收保护层高频冲击方法,采用短脉宽、微尺度激光降低塑性变形程度和深度,采用无吸收保护层的高频冲击方式获得均匀形变强化层。对比考核了未强化与强化态试样的显微硬度和高周振动疲劳性能。结果表明:DZ17G模拟叶片经微激光冲击后浅表层内仅形成了高密度位错和位错缠结等结构,未发生晶粒细化,而且位错密度随深度增加而快速降低;高密度位错集聚缠结使表面硬度提高幅度达30%,但硬化层深度仅为180μm。DZ17G模拟叶片疲劳强度由257.00 MPa提高到302.00 MPa,提高幅度达17.5%,而且800℃下保温2 h后仍有11.7%的提高。其中高密度位错和位错缠结是疲劳性能提高的内在原因。

• 单位
  北京动力机械研究所; 空军工程大学