激光喷丸:激光喷丸对材料腐蚀性能的改善
发布日期:2021/7/27 16:06:30

近年来,激光喷丸对材料腐蚀性能的改善越来越为学者们所关注。Rai 等研究了激光喷丸对 P91 钢高温氧化行为影响,采用功率密度为 3.9GW 的激光脉冲对试样进行了单次和 3 道次喷丸处理,并将原始及喷丸试样在 600℃、650℃和 700℃高温下氧化 5~200h 后对比其氧化程度,结果表明:激光喷丸诱发的超细亚晶粒使单喷、3 喷试样的裂纹和孔隙率明显降低,氧化层的致密性均有提高,试样抗氧化性能显著提升(图6),其原因是激光喷丸试样表面超细晶的存在使有效激活能(Effective activation energy,Qeff)降低,氧化初期 Cr 和 Mn 在基体中的扩散能力增强,形成了 Cr 和 Mn(Fe,Cr)2O3、Cr2O3 和 MnCr2O4)氧 化 物 富 集 的保护层。张莹等对 AZ31B 镁合金薄板表面进行激光喷丸处理,通过测定激光喷丸前、后的动电位极化曲线,研究了激光喷丸对其电化学腐蚀性能的影响,发现激光喷丸后 AZ31B 镁合金自腐蚀电位正移51mV,腐蚀电流减少 92.1%,而激光喷丸诱导的表层晶粒细化是其抗腐蚀能力提升的主要原因。Geng 等在 700℃、800℃和 900℃下对 IN718合金进行多道次激光喷丸处理,发现激光喷丸引入1mm 以上的晶粒细化层,细晶层中存在大量晶体缺陷(位错、孪晶等),这些缺陷可为 γ'、γ''和 δ 沉淀相提供形核位置,并促进Cr 向外扩散,最终在表面形成富 Cr的氧化物保护层,有效提升了试样耐高温腐蚀性能。周楷等研究了激光喷丸对 2195 铝锂合金组织结构及抗应力腐蚀性能的影响,结果表明:在应力腐蚀环境中,激光喷丸引入的残余压应力和晶粒细化层能够有效抑制裂纹的萌生和扩展,阻碍应力腐蚀断裂的发生。周建忠等研究激光喷丸诱导表面微织构对 AZ31B镁合金耐腐蚀行为的影响,结果表明:激光喷丸产生的微坑直径和深度随激光脉冲能量的增加而增大,随喷丸道次增加先增大后趋于饱和;在相同的微织构间距下,激光能量为1.0J、1.5J、2.0J 时试样自腐蚀电位分别较原始试样正移 95mV、123mV、151mV,自腐蚀电流密度分别减少36.48%、50.26%、60.42% ;在相同的激光能量下,微织构间距为1.0mm、1.5mm、2.0mm 时试样的自腐蚀电位分别较原始试样正移 145mV、134mV、123mV,自腐蚀电流密度分别减少 50.26%、46.19%、44.34% ;激光喷丸诱导的表面微织构有效提升了 AZ31B 镁合金耐腐蚀性能,激光能量越高,微织构间距越小,强化效果越好。

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