位错及其运动在航空铝合金激光冲击表面改性中的作用

罗新民¹，王翔¹，陈康敏^1,2，张永康^3,4，任旭东³，罗开玉³

1. 江苏大学材料科学与工程学院2. 江苏大学分析测试中心3. 江苏大学机械工程学院4. 东南大学机械工程学院

摘 要：利用输出波长为1064 nm的钕玻璃YAG激光器,对2000系铝铜镁航空铝合金进行了激光冲击表面改性试验。用TEM和IFFT方法分析了位错及其运动在铝合金激光冲击表面改性中的作用。结果表明,激光冲击表面改性效果明显,可使表层硬度提高50%以上;残余压应力达到120 MPa以上。激光冲击在基体中诱发大量位错,位错组态主要包括刃型位错、异号位错组和由位错偶构成的螺型位错等。合金中的析出相与基体中的应变位错保持半共格关系,增强了析出相颗粒的强化作用;激光冲击的超高应变率导致基体产生有序连续排列的同号位错形成位错墙,将基体分割为纳米级亚晶粒。激光冲击诱发的复杂位错组态是表层硬度和残余应力提高的内在原因。

关键词：航空铝合金;激光冲击;表面改性;微结构;位错;