[发明专利]一种铝合金表面强韧性的调控方法

权利要求书

1.一种铝合金表面强韧性的调控方法，其特征在于，通过控制细晶的体积分数与位错调控铝合金表面的韧性与强度，包括以下步骤：

(1)利用多次、大能量激光喷丸对铝合金进行激光喷丸处理，使铝合金发生塑性变形，在铝合金表面诱导高密度位错，使材料表面产生高于再结晶临界形变储能的塑性变形；所述大能量激光的激光能量范围为5～20焦耳，喷丸次数为3～10次；

(2)使用加热炉将铝合金表面加热至静态再结晶温度并保温0.5～1小时进行再结晶退火处理，其中，Q为再结晶激活能，A为材料常数，t为高温保持时间，使原始晶粒在形变储能驱动作用下再结晶细化为细小晶体，并空冷至室温；

(3)空冷至室温后，使用多次、小能量激光喷丸对铝合金喷丸处理，在铝合金再结晶晶粒中诱导产生位错，获得位错与细晶共存的表面组织，小能量激光的激光能量范围为3～5焦耳，喷丸次数为1～3次。

2.根据权利要求1所述的铝合金表面强韧性的调控方法，其特征在于，步骤(1)中激光喷丸强化塑性变形时的参数如下：激光脉宽范围为8～20纳秒。

3.根据权利要求1所述的铝合金表面强韧性的调控方法，其特征在于，步骤(3)中激光喷丸处理在铝合金再结晶晶粒中产生位错时的参数如下：激光脉宽范围为8～20纳秒。

4.根据权利要求1所述的铝合金表面强韧性的调控方法，其特征在于，在步骤(1)激光喷丸强化塑性变形后，利用XRD衍射仪对材料形变储能进行无损检测，若材料的形变储能低于再结晶的临界形变储能E_s0，增加大能量激光强化的次数与激光能量，直到材料形变储能高于再结晶的临界形变储能E_s0。

5.根据权利要求1所述的铝合金表面强韧性的调控方法，其特征在于，铝合金表面细晶的体积分数通过再结晶温度与保持时间调控，铝合金表面的位错密度通过高温保持后激光喷丸的激光能量与喷丸次数调控，即：若铝合金表面韧性不满足要求，增加步骤(2)中再结晶温度与保持时间并重复步骤(3)，直至韧性达到要求；若铝合金表面强度不满足要求，增加步骤(3)中激光喷丸的激光能量与喷丸次数，直至强度满足要求。

6.根据权利要求4所述的铝合金表面强韧性的调控方法，其特征在于：再结晶的临界形变储能为

其中，γ为再结晶界面表面能，r为再结晶晶粒半径。

7.根据权利要求1所述的铝合金表面强韧性的调控方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(3)中，激光喷丸时，采用水帘作为约束层、黑胶带作为保护层。