- 2021-04-12 16:34:54 来源:仪器网整合 浏览量:689次
- 【导读】验收专家及设备使用人员一同对设备进行了相关指标项检测和应用测试。
-
激光冲击强化技术最初开发于20世纪70年代初的美国贝尔实验室,我国著名物理学家钱临照教授早在60年代也提出过这方面的思想。1972年,美国巴特尔学院的Fairand B.P.等人首次用高功率脉冲激光诱导的冲击波来改变7075铝合金的显微结构组织以提高其机械性能,从此揭开了用激光冲击强化应用研究的序幕。
国内从20世纪90年代开始激光冲击强化技术的研究,主要进行了理论探讨和针对钢材、铝合金材料等的试验研究。开展了激光冲击强化研究的单位主要有中国科学技术大学、江苏大学、南京航空航天大学、华中理工大学、北京航空制造工程研究所、航空材料研究院、北京航空航天大学、空军工程大学等单位。
2021年3月底,沈阳自动化研究所承担的上海飞机制造有限公司“激光冲击强化系统”项目通过了验收。验收专家及设备使用人员一同对设备进行了相关指标项检测和应用测试。在典型件的加工测试中,经检测激光冲击强化后,试验件材料表面硬度提高15%以上,表面残余应力大于150MPa,均优于系统指标要求。该激光冲击强化系统运行可靠稳定,达到了合同要求与预期目标,一致同意项目通过验收。
激光冲击强化技术是利用强激光束产生的等离子冲击波,提高金属材料的抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀能力的一种高新技术。它具有非接触、无热影响区、可控性强以及强化效果显著等突出优点。涂层的作用主要是保护工件不被激光灼伤并增强对激光能量的吸收,目前常用的涂层材料有黑漆和铝箔等。约束层除了能约束等离子体的膨胀从而提高冲击波的峰值压力外,还能通过对冲击波的反射延长其作用时间,目前常用的约束层为流水,K9玻璃。
通过高功率密度(GW/cm量级)、短脉冲(10~30ns量级)的激光通过透明约束层作用于金属表面所涂覆的能量吸收涂层时,涂层吸收激光能量迅速气化并几乎同时形成大量稠密的高温(>10 K)、高压(>1GPa)等离子体。该等离子体继续吸收激光能量急剧升温膨胀,然后爆炸形成高强度冲击波作用于金属表面。当冲击波的峰值压力超过材料的动态屈服强度时,材料发生塑性变形并在表层产生垂直于材料表面的压应力。
激光作用结束后,由于冲击区域周围材料的反作用,其力学效应表现为材料表面获得较高的残余压应力。残余压应力会降低交变载荷中的拉应力水平,使平均应力水平下降,从而提高疲劳裂纹萌生寿命。同时残余压应力的存在,可引起裂纹的闭合效应,从而有效降低疲劳裂纹扩展的驱动力,延长疲劳裂纹扩展寿命。
飞机和航空发动机结构大量采用金属材料,金属材料的主要失效形式疲劳和腐蚀均始于材料表面,所以金属材料表面的结构和性能直接影响着材料的综合性能。为此,人们采用喷丸、滚压、内挤压等多种表面强化工艺来改善金属表面性能。利用强激光诱导冲击波来强化金属表面的新技术称为激光冲击强化技术(简称LSP),由于其表面强化效果好,自产生之日起就得到了广泛的关注和研究。
1998年该技术被美国研发杂志评为全美100项最重要的先进技术之一。美国上世纪90年代后期开始的航空发动机高频疲劳研究计划中,将激光冲击强化技术列为工艺技术措施首位。2005年,研制激光冲击强化系统的MIC公司获美国国防制造最高成就奖。美国将该技术列为第四代战斗机发动机关键技术之一,足见该项技术的重大价值。
当短脉冲(几十纳秒内)的高峰值功率密度( )的激光辐射金属表面时,金属表面吸收层(涂覆层)吸收激光能量发生爆炸性汽化蒸发,产生高压(GPa)等离子体,该等离子体受到约束层的约束爆炸时产生高压冲击波,作用于金属表面并向内部传播。在材料表层形成密集、稳定的位错结构的同时,使材料表层产生应变硬化,残留很大的压应力,显著的提高材料的抗疲劳和抗应力腐蚀等性能,这就是激光冲击强化。
激光冲击强化技术和其它表面强化技术相比较,具有如下鲜明特点:
(1)高压,冲击波的压力达到数GPa,乃至TPa量级,这是常规的机械加工难以达到的,例如,机械冲压的压力常在几十MPa至几百MPa之间;
(2)高能,激光束单脉冲能量达到几十焦耳,峰值功率达到GW量级,在10~20ns内将光能转变成冲击波机械能,实现了能量的高效利用。并且由于激光器的重复频率只需几Hz以下,整个激光冲击系统的负荷仅仅30KW左右,是低能耗的加工方式;
(3)超高应变率,冲击波作用时间仅仅几十纳秒,由于冲击波作用时间短,应变率达到10-10/s ,这比机械冲压高出10000倍,比爆炸成形高出100倍。
新闻来源:中国科学院沈阳自动化研究所
仪器网-专业分析仪器服务平台,实验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣传媒体。
相关热词:
金相分析仪,油品分析仪,针焰试验仪,液位传感器,土壤测试仪,高效液相色谱仪价格,霉菌试验箱,跌落试验台,离子色谱仪价格,噪声计,集菌仪,接地电阻测试仪型号,柱温箱,旋涡混合仪,电热套,场强仪万能材料试验机价格,洗瓶机,匀浆机,耐候试验箱,熔融指数仪,透射电子显微镜。
- 标签:激光冲击强化系统
- 收藏(0) 赞(0) 踩(0)
- 随时了解更多仪器资讯,求购、招标、中标信息实时更新,厂商招商信息随时看。大量、齐全、专业的仪器信息尽在仪器网(yiqi.com)。扫一扫关注仪器网官方微信,随时随地查看仪器用户采购、招标需求!
-
为你精选
-
中国成功掌握嵌套式霍尔电推进技术 对仪器行业技术革新有什么推进作用?
掌握嵌套式霍尔电推进技术将增强仪器仪表行业的自主创新能力。 自主创新是提高仪器仪表行业竞争力的关键。 掌握嵌套式霍尔电推进技术将为仪器仪表行业自主创新提供机遇。
2024-02-10 17:23:26 技术突破
-
国产商业场发射透射电子显微镜打破进口依赖 国产仪器去进口化要做到哪些关键点?
国内头一款商用场发射透射电子显微镜TH-F120在广州黄埔区正式发布。 透射电镜由生物岛实验室研制,具有自主知识产权。 这将打破我国透射电子显微镜100%进口的依赖。
2024-02-07 17:17:42 科学创新
-
部分封装厂商开启涨价潮 芯片封装价值回归仪器行业有哪些机遇?
国内一家芯片公司销售代理商表示,由于上游封装厂商涨价,公司将从2月1日起将产品价格上调10%-20%。财联社记者致电华天科技证券部询问封装是否价格将会上涨。
2024-02-06 11:09:20 科技动态
-
华为与江淮汽车达成合作生产豪华汽车 智能制造对仪器行业升级有哪些正面作用?
智能制造可以提高仪器仪表行业的生产效率和质量。 传统仪器的生产过程中,往往存在人为操作的不确定性和繁琐的流程。 通过引入智能制造技术,可以实现生产过程自动化、智能化,减少人为干预,提高生产效率和产品质
2024-02-06 11:02:57 科学创新
-
AI崛起美国UPS物流开启大裁员 仪器行业如何用AI解放人力?
美国联合包裹公司(UPS)在周二发布财报后宣布裁员1.2万人,这一消息让打工人们倍感“扎心”。公司表示,用工成本上涨和物流需求下降导致2023年财报和2024年指引不及预期。
2024-02-05 11:28:17 技术突破
-
中国成功掌握嵌套式霍尔电推进技术 对仪器行业技术革新有什么推进作用?
掌握嵌套式霍尔电推进技术将增强仪器仪表行业的自主创新能力。 自主创新是提高仪器仪表行业竞争力的关键。 掌握嵌套式霍尔电推进技术将为仪器仪表行业自主创新提供机遇。
“激光冲击强化系统”项目运行可靠稳定 通过专家组验收
①本文由仪器网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表仪器网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。
②凡本网注明"来源:仪器网"的所有作品,版权均属于仪器网,转载时须经本网同意,并请注明仪器网(www.yiqi.com)。
③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi
- ACCSI2024,上海仪电科学仪器蝉联科学仪器行业多项奖项
- 【飞纳三点半】第 91 期直播通知:VSParticle 干法打印技术在电解水制氢催化剂中的应用
- 【内含福利】小鼠造模不用慌,MP饲料来帮忙!
- 新品上市 | 风传花信,SPINeasy血液核酸提取试剂盒已上市!
- 锂电行业 | 快速水份测定仪在锂电生产企业中的应用
- 新质检测和分析方案助力锂电新质生产力
- 天美公司-仪器信息网深度合作参与第十七届中国科学仪器发展年会ACCSI2024并斩获多项大奖
- 聚焦血管健康:深度探索与前沿对话——“血管稳态与疾病研究前沿会议”回顾
- 热点应用丨“小”花粉“大”奥秘—RMS1000带你解密花粉热(上)
- 农业新质生产力从生物育种开始
- 机械接触式测厚仪:一款精准测量厚度的神奇工具
- 电能质量监测装置在某单晶硅棒光伏产业基地的应用
- Q-6紫外分光光度计 | 环境监测的利器,助力绿色发展