激光噴丸表面強化技術的研究綜述*

楊 啟，付雪松，周文龍

（1.大連理工大學遼寧省凝固控制與數字化制備技術重點實驗室，大連 116085；2.河南省微納米能量儲存與轉換材料重點實驗室，許昌461000；3.許昌學院新材料與能源學院，許昌 461000）

隨著世界工業領域的不斷發展，各種極端和復雜條件下的工程需求日益增加，人們對機械裝備構件的綜合性能提出了更高要求。尤其在關乎國家安全與發展的重大領域，如航空、航天、航海、石化、電力等，尺寸超大或精密的關鍵零部件具有舉足輕重的地位，其性能要求也愈發嚴苛。此類構件大多造價不菲且不易更換，如何進一步提升其機械性能，延長服役期限，是世界科研工作者面臨的共同問題。學者們研究發現，在實際應用中，材料的失效大多發生在表面或亞表面。因此，表面強化的理念開始出現并被逐步認可，現已成為眾多機械產品，尤其是關鍵零部件制造過程中的關鍵工序，直接催生了各類表面強化技術的蓬勃發展[1-3]。

目前，常用的表面強化技術主要包括降低表面粗糙度（如精磨、機械拋光和電解拋光等）、表面熱處理與化學處理（如表面淬火、滲碳、滲氮、滲鉻、碳氮共滲等）[4-7]、表面形變強化處理（如機械噴丸、激光噴丸、超聲噴丸、低塑性拋光等）、表面復合強化處理（如表面淬火+噴丸和表面化學/熱處理+噴丸等）[8-10]。其中，表面形變強化處理（以下稱為表面強化）因工藝簡單、易于實現，且不受場地和工件尺寸的限制，在工程領域得到了廣泛應用。表面強化處理一般可以使表層晶粒細化，顯著提高表面硬度和強度，表面細化的組織和大量的位錯可有效抑制疲勞裂紋的萌生，表面殘余壓應力和內部粗晶結構降低了裂紋的擴展速率，從而有效提高材料的疲勞壽命[11-13]。……