[发明专利]一种评估激光喷丸强化效果的方法

摘要

本发明公开了一种评估激光喷丸强化效果的方法，其包括以下步骤：S1、确定材料所需的残余压应力层深度的范围；S2、取样表面打磨并抛光，使其表面的平面度低于0.1微米；S3、采用高功率密度纳秒脉冲激光对试样的待处理表面进行激光喷丸强化处理；S4、去除约束层，测量出凹坑深度d；S5、根据经验公式Lp=ε*d+c计算获得残余压应力层的深度Lp，评估激光喷丸强化效果，若Lp不在最佳强化效果范围内，则修改参数，重复S2至S4，直至Lp在最佳强化效果范围内。本发明通过测量激光喷丸强化预制金属试样的凹坑深度表征激光喷丸强化的效果，具有方便快捷的特点，同时可以灵活快速地为激光喷丸强化参数的优化提供依据。

主权项

1.一种评估激光喷丸强化效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据材料的应用场合及其使用要求，确定材料所需的残余压应力层深度的范围；S2、从待处理金属材料上取样，将该样品的待处理表面进行手工打磨并抛光，保证试样待处理表面的平面度低于0.1微米，制成激光喷丸强化试样；S3、采用高功率密度纳秒脉冲激光，以激光脉宽PW、激光功率密度P、激光光斑直径φ、约束层厚度Tc、吸收层厚度Ta对试样的待处理表面进行激光喷丸强化处理；S4、去除约束层，保证激光喷丸强化处理后形成的微凹坑表面不被划伤，并在丙酮溶液中进行超声清洗，测量出凹坑深度d；S5、使用凹坑深度d，使用测算值或经验值作为系数ε和补偿值c，根据经验公式Lp= ε*d+c计算获得残余压应力层的深度Lp，其中ε和c为常数，不同种类的金属ε和c也不同，d为凹坑深度，评估激光喷丸强化该种金属材料的效果，若Lp不在最佳强化效果范围内，则修改激光喷丸强化参数，重复S2至S4，直至Lp在最佳强化效果范围内；在步骤S4后设置步骤S4.1、对试样进行逐层电解腐蚀，并采用X射线衍射仪测量凹坑中心位置的残余应力状态，获得残余压应力层深度Lp；S4.2、重复S2至S4及S4.1，根据残余压应力层深度的经验公式Lp= ε*d+c，计算出系数ε和补偿值c的数值作为测算值，并记录入库作为经验值；取样尺寸为10mm×10mm×10mm立方体；所述高功率密度脉冲激光的功率密度P为109W/cm2~1010W/cm2，脉冲宽度PW为5~30ns；所述高功率密度脉冲激光聚焦后的光斑直径φ大于2mm。所述的约束层为流动的去离子水膜，其厚度Tc为1~2mm。