研究目的
研究激光抛光对Ti6Al4V钛合金性能的影响,包括表面粗糙度、微观结构、显微硬度和耐腐蚀性。
研究成果
抛光参数基于激光能量与温升之间的能量守恒规则进行粗略估算。通过设计正交激光抛光实验,研究了加工参数对表面粗糙度的影响,表面粗糙度可从7.3微米有效降低至约0.6微米?;谟邢拊P偷娜妊贩治霰砻?,抛光区域发生了马氏体相变,该现象通过扫描电镜金相分析得到验证,使得该区域显微硬度较基体提高约25%。抛光表面具有更高的耐腐蚀性,这本质上与表面粗糙度降低及抛光区域晶粒尺寸增大有关。
研究不足
该研究聚焦于激光抛光对Ti6Al4V钛合金的影响,其发现可能并不直接适用于其他材料。实验装置与参数均针对本研究中所使用的设备与条件而设定。
1:实验设计与方法选择:
采用最大功率250W、波长1070nm的连续波光纤激光器进行激光抛光实验,使用焦距125mm的透镜。激光抛光过程中样品置于容器内并用氩气保护。
2:0W、波长1070nm的连续波光纤激光器进行激光抛光实验,使用焦距125mm的透镜。激光抛光过程中样品置于容器内并用氩气?;?。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:选用标称成分的轧制Ti6Al4V钛合金块体,样品尺寸为50×50×10mm3,初始表面通过端铣加工制备。
3:实验设备与材料清单:
连续波光纤激光器、光学显微镜(日本OLYMPUS BX 51 m)、粗糙度仪(日本MITUTOYO SJ-210)、维氏硬度计(中国HXD-1000TMC)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射仪(德国ADVANCE Da Vinci)用于测量抛光与未抛光样品的XRD图谱。
4:0)、维氏硬度计(中国HXD-1000TMC)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射仪(德国ADVANCE Da Vinci)用于测量抛光与未抛光样品的XRD图谱。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:采用连续波光纤激光器进行抛光实验,激光抛光扫描策略如图3所示,抛光区域约6×8mm2。激光抛光过程中有三个关键参数:激光功率、扫描速度和平行激光轨迹间的重叠率。
5:数据分析方法:
通过光学显微镜观察表面形貌,粗糙度仪测量表面粗糙度;维氏硬度计测定样品截面显微硬度;SEM表征激光抛光层微观结构演变,EBSD评估晶粒尺寸;XRD衍射仪测量抛光与未抛光样品的XRD图谱。
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optical microscopy
OLYMPUS BX 51 m
OLYMPUS
Observation of surface topography.
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fiber laser
CW
Used for laser polishing of Ti6Al4V titanium alloy.
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roughness instrument
MITUTOYO SJ-210
MITUTOYO
Measurement of surface roughness.
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Vickers
HXD-1000TMC
Determination of micro-hardness at the cross section of the sample.
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scanning electron microscopy
SEM
Characterization of microstructure evolution in laser polished layer.
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electron backscattering diffraction
EBSD
Evaluation of grain size.
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diffractometer
ADVANCE Da Vinci
Measurement of X-ray diffraction (XRD) patterns of the polished and unpolished samples.
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