激光沖擊TC17鈦合金誘生的微結構的特征及熱穩定性*

（中南大學材料科學與工程學院，長沙 410083）

鈦合金由于具有較高的比強度，較好的耐蝕性在航空航天、化工等領域的應用越來越廣泛[1]。TC17鈦合金（名義成分為Ti-5Al-4Mo-4Cr-2Sn-2Zr）作為雙相鈦合金，由于其高強韌、較好的高溫性能等優點在鈦合金使用總量中占有較大的比重[2-3]。鈦合金在實際應用過程中發生的疲勞等材料失效現象常始于材料表面[4-5]，因此強化材料的表面性能具有重要工程應用價值。

表面強化技術，例如機械噴丸（Mechanical shot peening，MP）[6]、表面機械研磨（Surface mechanical attrition treatment，SMAT）[7]等能夠在不改變金屬材料化學成分的基礎上有效細化金屬材料表層顯微組織，將原始粗大晶粒細化至亞微米級甚至納米級，得到表層強化的梯度顯微組織。作為表面強化手段的一種，近年來激光沖擊強化技術（LSP）[8]在金屬材料表層強化的應用越來越廣泛。相比傳統表面強化技術，激光沖擊強化工藝能夠得到更深的殘余壓應力影響層[9]，并且對材料表面粗糙度的損害較小。關于激光沖擊工藝對金屬微觀結構的影響已有很多學者進行了相關研究。Mordyuk 等[10]研究了超聲噴丸和激光（沖擊）噴丸后AISI 321 不銹鋼微觀結構的差別；在超聲噴丸后的不銹鋼樣品中發現了深約30μm的納米晶組織，而在激光（沖擊）噴丸后的樣品中只發現了致密和高度纏結的位錯排列和位錯胞結構。Ge 等[11]研究了AZ31B鎂合金經激光沖擊加載后微觀結構的特征，發現位錯組態的演變是AZ31B 鎂合金表面納米晶形成的主要原因。Yang 等[12-13]研究了2195鋁鋰合金加工激光沖擊處理后的微結構和力學性能特征，發現了表層有析出相瞬間溶解和晶粒瞬間細化，并探討了其機制。……