增强飞机和航空发动机零件抗疲劳性能的激光喷丸工艺

摘要

激光喷丸(激光表面硬化)是一种有效的金属疲劳解决方案,是具有很多优越性的全新的金属表面硬化技术.由于可满足抗疲劳性和抗破坏裕度的苛刻要求,激光喷丸工艺的首先被用在航空涡轮发动机叶片和零部件的生产上. 激光喷丸工艺与常规喷丸类似,也是通过在金属表面引入残余压应力而增强金属零件的抗疲劳性能. 概括性地讲,激光喷丸工艺是利用高能脉冲激光在零件表面产生冲击波,冲击波作用于金属表面产生的机械"冷作"作用使表面金属材料达到压缩和塑性变形的效果;表面金属材料塑性变形的结果是在零件表面造成残余压应力,而残余压应力增强了零件材料对表面相关破坏(如疲劳、腐蚀疲劳和应力腐蚀裂纹)的抵抗能力. 激光表面硬化还被称为激光冲击喷丸,或简称为激光喷丸.本文简介了激光喷丸的原理和特点. 由于激光喷丸工艺所具有的众多优越性,在中国的航空工业上其应有很广的应用前景.如果中国航空业界的有识之士能立足于国内的相关技术,开发出具有自主知识产权的激光喷丸工艺技术和设备,其将在金属零部件表面处理市场,特别是在航空产品防疲劳失效市场上尽占先机,从而可获得巨大的商机和市场. 相信在目前启动的中国大飞机和其他先进飞机和发动机项目中,激光喷丸工艺会有很好的应用前景.