激光冲击处理对AZ31B镁合金冲击韧性的影响

为了研究激光冲击处理对AZ31B镁合金冲击韧性的影响,采用波长为1064 nm,脉冲宽度为15 ns,脉冲能量为10 J,光斑直径为3 mm的钕玻璃脉冲激光对变形镁合金AZ31B试样表面进行冲击处理。利用透射电子显微镜(TEM)观测激光冲击试样的微观结构,利用X-350A型X射线应力仪测定试样表面残余应力,利用JB-300B型冲击试验机测定试样冲击功的大小,利用扫描电子显微镜(SEM)观测夏比冲击试样断口。实验结果表明:根据优化的工艺参数,激光冲击处理能在AZ31B镁合金上制备出纳米结构表层,表面晶粒尺寸大约为20 nm;激光冲击处理改变了试样表面的应力状态,由残余拉应力17 MPa转变为残余压应力-125 MPa;激光冲击之后AZ31B镁合金试样的平均冲击功由5.4 J增大到9.2 J,提高了70.4%。AZ31B镁合金激光冲击试样冲击韧性提高的机理是表面纳米化及残余压应力共同作用的结果。