[发明专利]应用于海工平台的激光诱导微凹坑表面纳米化检测方法

权利要求书

1.一种应用于海工平台的激光诱导微凹坑表面纳米化检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用E690高强钢作为原材料，并采用激光冲击强化工艺制备海工平台抬升机构试样，并对海工平台抬升机构试样进行分组，分为多个样品组；通过摩擦试验机对海工平台抬升机构试样经激光冲击强化工艺所形成的微凹坑织构表面摩擦学性能进行测试，选取最优的冲击为凹坑尺寸2mm，海工平台抬升机构试样经激光冲击强化工艺的表面形成直径为2mm的微凹坑；

S2、测量海工平台抬升机构试样的激光冲击区域表面残余应力；利用X射线衍射仪残余应力测试仪对每一块海工平台抬升机构试样进行X射线衍射；在每块海工平台抬升机构试样的冲击区域随机选取微凹坑，在微凹坑中，按顺序测5个点，通过测角仪在每个测点的0°, 45°以及90°三个方向各测1次，得到一组残余应力测试结果并获得相应的半高宽值；

S3、对一组残余压应力测试结果中不同方向进行分析，计算出各组海工平台抬升机构试样中不同方向的残余压应力均值和方差；

S4、建立激光冲击次数与不同方向的残余压应力均值和方差的二维坐标系，绘制均值和方差随激光冲击次数变化的曲线图；通过透射电镜及电子衍射实验，验证激光功率为7.96GW/cm²时三个方向残余应力差值不超过10%、方差为182、半高宽阈值2.78°，所对应的激光冲击强化次数为2次，E690高强钢表面形成纳米晶；

S5、通过透射电镜及电子衍射实验，验证三个方向残余应力差值不超过10%、方差为182、半高宽阈值2.78°所对应的激光冲击强化次数为E690高强钢表面形成纳米晶的最少冲击次数；当冲击微造型使三个方向的表面残余应力趋于一致且对应的工艺参数超过其阈值时，E690高强钢表面形成纳米晶。

2.根据权利要求1所述的一种应用于海工平台的激光诱导微凹坑表面纳米化检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，制备海工平台抬升机构试样的具体过程包括：采用E690高强钢，通过线切割将材料加工成30mm×25mm×5mm的E690高强钢试样；采用砂纸对E690高强钢试样表面打磨抛光，并对E690高强钢试样的表面处理并吹干；采用厚0.1mm的3M铝膜作为吸收保护层，便于粘贴和清除，采用去离子水作为约束层；采用激光器对若干块E690高强钢试样以冲击功率：2.50 GW/cm²、4.80 GW/cm²、7.96 GW/cm²分别进行激光冲击强化，冲击次数为一次，冲击功率为7.96 GW/cm²时，增加冲击次数，分别为2次、3次，光斑直径为2mm；并将经激光冲击强化工艺后形成的海工平台抬升机构试样按照冲击次数分为样品组一、样品组二、样品组三、样品组四、样品组五。

3.根据权利要求2所述的一种应用于海工平台的激光诱导微凹坑表面纳米化检测方法，其特征在于，所述E690高强钢试样表面处理的过程具体包括以下步骤：a.采用纯乙醇或丙酮清洗剂对样品进行浸泡清洗，浸泡清洗时间为3-10min；b.对浸泡清洗后的样品进行超声清洗，超声清洗时间为1-5min，确保样品表面无残留杂质。

4.根据权利要求1所述的一种应用于海工平台的激光诱导微凹坑表面纳米化检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，测角仪采用1mm的准直管，布拉格角为156.4°，管电流为6.7mA，管电压为30 KV，曝光时间为15s，测量方法选用侧倾法。

5.根据权利要求1所述的一种应用于海工平台的激光诱导微凹坑表面纳米化检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，5个测试点包括设置在中间的第五测试点和均匀环绕第五测试点四周设置的第一测试点、第二测试点、第三测试点和第四测试点。

6.根据权利要求1所述的一种应用于海工平台的激光诱导微凹坑表面纳米化检测方法，其特征在于，所述步骤S5中，透射电镜及电子衍射实验包括以下步骤：先对海工平台抬升机构试样分别拍摄透射电镜图，对局部晶粒尺寸进行检测；后对拍摄电镜图后的若干块样品分别进行电子衍射，当其电子衍射图中花样呈现同心圆环的形状时，表明晶粒取向随机，纳米晶分布均匀，即所观察的区域存在分布均匀的纳米晶粒。