激光冲击诱导的奥氏体不锈钢表层纳晶化

采用输出波长1064 nm、脉冲宽度20 ns、光斑直径5 mm的调Q钕玻璃激光,对AISI-201不锈钢板表层进行激光冲击,用热场发射扫描电镜(TESEM)和透射电镜(TEM)分析了激光冲击后样品表面的微结构演变,分析了激光冲击诱导的纳晶化行为与形成机理及其对表面性能的影响。结果表明,在距表面300 μm的冲击区范围内,激光冲击在AISI-201奥氏体不锈钢表面形成了直径为20~50 nm的纳米晶,在纳米晶周围观察到非晶组织;表面纳晶层的硬度比基体提高36%。分析认为纳晶化过程是激光冲击超高应变率和超高能量共同作用下的晶粒碎化与晶内缺陷交互作用的结果。