Om dit probleem aan te pakken, hebben onderzoekers verschillende technieken voor oppervlaktebehandeling geprobeerd. Onder hen heeft Laser Shock Peening (LSP) veel aandacht getrokken vanwege de uitstekende oppervlakte -integriteit. Een groot aantal studies heeft aangetoond dat hoewel laserschokpeening opmerkelijke resultaten heeft behaald om de vermoeidheids- en wrijvingseigenschappen van titaniumlegeringen te verbeteren, de invloed op het fretten van slijtage -eigenschappen en gerelateerde versterkingsmechanismen nog steeds nodig is in - diepte -exploratie.
In dit werk bestudeerden de auteurs systematisch de gradiëntmechanische eigenschappen, oppervlaktemorfologie, energiedissipatie, microstructuurevolutie en dislocatiegedrag van titaniumlegeringen voor en na wrijvingstests met behulp van een verscheidenheid aan microscopische technieken en energiegebaseerde analysemethoden.
De onderzoeksresultaten tonen aan dat de uitstekende frettende slijtvastheid van titaniumlegeringen afkomstig is van het synergetische effect van de oppervlakte -geharde laag, resterende drukspanning en de evolutie van de gradiënt nanokristallijn - amorfe substructuur. Deze factoren remmen effectief de verwijdering van het matrixmateriaal en kunnen zich aanpassen aan grote plastic stammen onder frettende slipomstandigheden.
In het bijzonder stelt LSP TC6 -legering in staat om uitstekende slijtage te hebben - resistent -eigenschappen, en de slijtage daalt direct met 51,9%. Tijdens het wrijvingsproces bevorderen de gradiënt nanokristallen de vorming van nanokristallijne - amorfe structuren, en de interactie tussen deze structuur en de werk - geharde laag verbetert de frettende prestaties verder.
Na LSP -behandeling vertoont de kruis - sectionele morfologie van TC6 -legering minimale plastische vervorming en geen duidelijke defecten. Een geharde laag van ongeveer 260 urn diep en een resterende drukspanninglaag van ongeveer 1780 urn diep wordt op het oppervlak gevormd. Vergeleken met het onbehandelde monster, neemt de maximale Vickers -hardheid van het LSP -behandelde monster met ongeveer 12,8%toe en de maximale resterende drukspanning bereikt 672,47 mpa.
LSP induceert de vorming van een gradiëntmicrostructuur, inclusief een nanokristallijne laag en subkorrels op een diepte van ongeveer 5μm, en een substructuur met een hoge -dichtheid dislocatie op een diepte van ongeveer 50 μm. De graanverfijning van - fase en - fase wordt veroorzaakt door dislocatiebewegingen, zoals dislocatie -vermenigvuldiging, verstrengeling, insertie, herschikking en vernietiging.
Bovendien vermindert LSP de wrijvingscoëfficiënt van het monster enigszins. De analyse van de wrijvingskracht - verplaatsing - belastingsdiagram, gedissipeerde energie- en oppervlakteverslijtiemorfologie toont aan dat LSP het slipoppervlak of de totale energie van het systeem niet verandert, maar de grootte van de putputten en het dragen van puin vermindert. Kleinere slijtage puin is nuttig voor het vormen van een dichte verdichte laag, die de matrix goed kan beschermen.
In vergelijking met het onbehandelde monster neemt de spalmiepte diepte van het LSP -behandelde monster af van 10,8 μm tot 8,5 μm, de slijtnelheid neemt af van 4.147 x 10⁻⁶ mm³n⁻¹m⁻¹ tot 1,996 × 10⁻⁶ mm³n⁻¹m⁻¹ en de slijtage -reductie is als hoog als hoog als 51,9%.
Samenvattend creëert Laser Shock Pening uitstekende slijtage - resistente eigenschappen van titaniumlegeringen door stabiele gradiënt nanokristallen te induceren, nieuwe ideeën te bieden voor het beoogde optimalisatieontwerp van de oppervlaktemicrostructuur van titaniumlegeringen en belangrijke bijdragen te leveren aan de ontwikkeling van aero -motoren en andere velden.