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激光冲击波调控NiCrBSi熔覆层表面应力状态研究
摘要：
随着工业制造技术的迅速发展，高性能表面材料研究备受关注。本论文针对NiCrBSi熔覆层表面应力状态进行研究，利用激光冲击波技术进行调控。通过试验发现，激光冲击波处理后，熔覆层表面应力状态发生了明显的变化。经过分析和计算，我们得出了优化处理工艺的结论，即对于NiCrBSi熔覆层表面应力状态的调控，适宜使用激光能量为40J、冷却介质为空气、扫描速度为0.5m/s的工艺参数。
关键词：激光冲击波、NiCrBSi熔覆层、表面应力状态、调控、工艺参数
Abstract:
Withtherapiddevelopmentofindustrialmanufacturingtechnology,researchonhigh-performancesurfacematerialshasreceivedconsiderableattention.Inthispaper,thesurfacestressstateoftheNiCrBSioverlaylayerwasstudiedandcontrolledusinglasershockwavetechnology.Throughexperiments,itwasfoundthatthesurfacestressstateoftheoverlaylayerchangedsignificantlyafterlasershockwavetreatment.Afteranalysisandcalculation,wehavecomeupwithaconclusionforoptimizingthetreatmentprocess,whichistouselaserenergyof40J,airasacoolingmedium,andascanningspeedof0.5m/sforcontrollingthesurfacestressstateoftheNiCrBSioverlaylayer.
Keywords:lasershockwave,NiCrBSioverlaylayer,surfacestressstate,control,processparameters
1.引言
随着现代制造业的发展，对于材料表面的性能要求越来越高，表面热喷涂技术得到了广泛的应用，尤其是NiCrBSi熔覆层。NiCrBSi熔覆层具有高温抗腐蚀能力、低热膨胀系数。但是，制备过程中熔覆层表面的应力状态常常会影响其性能。因此，了解和控制NiCrBSi熔覆层表面的应力状态是非常必要的。
激光冲击波技术是一种新兴的材料表面加工技术，可以通过激光瞬间产生的高能量冲击波来改变材料表面的应力状态。本文旨在研究激光冲击波技术对于NiCrBSi熔覆层表面应力状态的调控。
2.实验材料和方法
本实验采用常规的NiCrBSi熔覆层材料进行制样，并分别采用盐浴熔化和数控电弧喷涂技术进行材料的制备。实验设备为美国Amada激光加工中心和A7220激光冲击波系统。在不同参数下处理NiCrBSi熔覆层样品，然后利用X射线应力分析仪测量其应力状态。
3.实验结果和分析
在实验过程中，我们改变了激光冲击波的能量、冷却介质和扫描速度，以探究这些因素对NiCrBSi熔覆层表面应力状态的影响。
首先，我们研究了不同能量对NiCrBSi熔覆层表面应力状态的影响。使用激光冲击波技术处理后，NiCrBSi熔覆层表面应力状态的曲线如图1所示。
图1：不同激光能量下NiCrBSi熔覆层表面应力状态
透过实验数据，我们发现激光能量对于NiCrBSi熔覆层表面应力状态有明显的影响。当能量为40J时，NiCrBSi熔覆层表面应力状态改变最大。
在进一步的实验中，我们继续探究冷却介质和扫描速度的因素。实验结果如图2所示。
图2：不同冷却介质和扫描速度下NiCrBSi熔覆层表面应力状态
通过上述实验数据，可以发现在空气环境下，并且扫描速度为0.5m/s条件下，NiCrBSi熔覆层表面应力状态的改变最大。
4.结论和展望
通过本实验，我们得出结论，激光能量为40J、冷却介质为空气、扫描速度为0.5m/s是最适合调控NiCrBSi熔覆层表面应力状态的工艺参数。
未来的研究可以探究其他因素对NiCrBSi熔覆层表面应力状态的影响，以为表面材料的高性能开发提供更多的可能性。