Na vyriešenie tohto problému vedci vyskúšali rôzne techniky povrchovej liečby. Medzi nimi laserový šok Peening (LSP) priťahoval veľkú pozornosť kvôli svojej vynikajúcej povrchovej integrite. Veľké množstvo štúdií ukázalo, že hoci laserový šokový peening dosiahol pozoruhodné výsledky k zlepšeniu únavových a trenia vlastností zliatin titánu, vplyv na vlastnosti opotrebenia na pražanie a súvisiace posilňovacie mechanizmy stále potrebujú v skúmaní hĺbky.
V tejto práci autori systematicky študovali mechanické vlastnosti gradientu, morfológiu povrchu, rozptyl energie, vývoj mikroštruktúry a dislokačné správanie zliatin titánu pred a po testoch trenia pomocou rôznych mikroskopických techník a metód analýzy založených na energii.
Výsledky výskumu ukazujú, že vynikajúca odolnosť voči titánovej zliatiny opotrebovania vyplýva zo synergického účinku povrchovej kalenej vrstvy, zvyškového tlakového stresu a vývoja gradientovej nanokryštalickej - amorfnej sub -štruktúry. Tieto faktory účinne inhibujú odstránenie matricového materiálu a môžu sa prispôsobiť veľkým plastovým kmeňom za podmienok sklzu z praženia.
Konkrétne LSP umožňuje zliatine TC6 mať vynikajúce vlastnosti odolné voči opotrebovaniu a miera opotrebenia priamo klesá o 51,9%. Počas procesu trenia gradientné nanokryštály podporujú tvorbu nanokryštalických - amorfných štruktúr a interakcia medzi touto štruktúrou a prácou tvrdenou vrstvou ďalej zlepšuje výkonnosť.
Po ošetrení LSP vykazuje prierezová morfológia zliatiny TC6 minimálnu plastickú deformáciu a žiadne zjavné defekty. Na povrchu sa vytvorí tvrdá vrstva asi 260 μm a zvyšková vrstva v tlaku približne 1780 μm hlboká. V porovnaní s neošetrenou vzorkou sa maximálna tvrdosť Vickersovej vzorky ošetrenej LSP zvýši o približne 12,8%a maximálny zvyškový kompresívny napätie dosahuje 672,47 mPa.
LSP indukuje tvorbu gradientovej mikroštruktúry vrátane nanokryštalických vrstiev a sub -zrná v hĺbke asi 5 μm a sub -štruktúry s dislokáciou vysokej hustoty v hĺbke asi 50 μm. Vylepšenie zŕn - fázy a fázy je spôsobené hnutím dislokácie, ako je násobenie dislokácie, zapletenie, vloženie, preskupenie a zničenie.
Okrem toho LSP mierne znižuje koeficient trenia vzorky. Analýza diagramu trenia - posunu - posunutie zaťaženia, rozptýlenej morfológie energie a morfológie opotrebovania povrchu ukazuje, že LSP nemení plochu sklzu alebo celkovú energiu systému, ale znižuje veľkosť spál a opotrebenia zvyškov. Menšie zvyšky opotrebenia sú užitočné na vytvorenie hustej zhutnenej vrstvy, ktorá môže maticu dobre chrániť.
V porovnaní s neošetrenou vzorkou klesá hĺbka rozbočovacej jamy vzorky ošetrenej LSP z 10,8 μm na 8,5 μm, miera opotrebenia klesá zo 4,147 × 10 ° mm³n⁻n⁻m⁻m⁻ na 1,996 x 10⁻⁶ mm³n⁻m⁻ ⁻ mm⁻m⁻ ⁻ mm.
Stručne povedané, laserový šok peening vytvára vynikajúce opotrebovacie vlastnosti zliatin titánu indukciou stabilných gradientových nanokryštálov, poskytujúce nové nápady na cieľový optimalizačný dizajn povrchovej mikroštruktúry zliatin titánu a poskytnutie dôležitých príspevkov k vývoju leteckých motorov a iných polí.