GH4169合金微尺度激光冲击提升超高周疲劳性能研究
摘要
针对航空发动机高压压气机叶片超高周疲劳寿命不足的问题，结合薄叶片宏观变形控制要求，采用微尺度激光冲击强化工艺提高了叶片超高周疲劳性能。采用62 mJ冲击能量和1 次冲击（62 mJ&1 time）、62 mJ冲击能量和3次冲击（62 mJ&3 times）、82 mJ冲击能量和1 次冲击（82 mJ&1 time）三种工艺参数对GH4169合金进行了微尺度激光冲击处理，在常温条件下进行了应力比为-1的轴向超声疲劳试验，通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散光谱仪（EDS）分析了断口形貌，通过激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）、X射线衍射仪（XRD）和电子背散射衍射仪（EBSD）分析了微尺度激光冲击对表面形貌、残余应力和微观组织的影响，揭示了抗疲劳强化机理。试验结果表明：三种工艺参数均可提高GH4169合金的超高周疲劳性能，且冲击次数、冲击能量的增大有利于超高周疲劳性能的进一步提高。当疲劳寿命达到1×108次循环时，62 mJ&3 times试样承受的循环应力幅（500 MPa）最大，相较于未进行微尺度激光冲击的试样，提高了25%。微尺度激光冲击在表层400~500 μm范围内引入了最大-761 MPa的残余压应力、细化晶粒及高密度位错，表面裂纹萌生和早期扩展得到了抑制，因此超高周疲劳性能得到提高。
引用本文（GB/T 7714）
李岱桦 Li Daihua, 何卫锋 He Weifeng, 聂祥樊 Nie Xiangfan, 等. GH4169合金微尺度激光冲击提升超高周疲劳性能研究[J]. Chinese Journal of Lasers, 2025.
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