共晶高熵合金的激光冲击强化方法

本发明涉及激光冲击，尤其涉及一种共晶高熵合金的激光冲击强化方法。

背景技术：

1、共晶高熵合金是一类由多种主要元素组成并形成稳定共晶组织结构的新型金属材料。其中，cocrfenizr0.5合金为典型共晶高熵合金体系之一，通常采用真空悬浮熔炼制备，形成由双相组成的共晶组织。该类材料在强度与韧性匹配方面具有一定优势，因而在高温结构件及耐磨部件领域具有潜在应用前景。为进一步提升材料表面性能，现有技术中通常采用热处理、喷丸强化、滚压强化及涂层沉积等表面改性方法。

2、其中，激光冲击强化（laser shock processing，lsp）是一种利用短脉冲高功率激光在材料表面产生等离子体冲击波，从而在材料表层引入残余压应力及位错强化结构的非接触式表面强化技术。该技术通常通过在材料表面覆盖吸收层与透明约束层，并控制激光冲击能量、光斑尺寸及脉冲参数等实现冲击强化效果。现有技术已将该方法应用于钛合金、高温合金及部分结构钢材料，用于提高疲劳寿命及耐磨性能。

3、激光冲击强化技术作为一种高能量密度表面改性方法，通过在材料表面设置吸收层与透明约束层，并配合短脉冲高功率激光输出系统，可在无需机械接触的条件下对材料表层实施冲击强化处理。然而，现有激光冲击强化工艺主要针对传统单相或简单组织结构材料建立。对于具有多相共晶结构特征的高熵合金材料，激光冲击能量、激光冲击次数、光斑均匀性以及吸收层与约束层的控制方式对冲击效果具有显著影响。现有技术中缺乏针对共晶高熵合金体系的参数适配与系统控制方法，在多脉冲作用条件下强化效果呈现不稳定或非线性变化，难以获得稳定且可重复的强化结果。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种共晶高熵合金的激光冲击强化方法。

2、本发明提出的一种共晶高熵合金的激光冲击强化方法，包括：

3、建立目标共晶高熵合金的目标激光强化参数与目标激光强化效果的关系；

4、获取目标共晶高熵合金的目标激光强化效果；

5、根据目标激光强化效果以及目标激光强化参数与目标激光强化效果的关系，得到目标激光强化参数的设定值；

6、根据目标激光强化参数的值对目标共晶高熵合金进行激光冲击强化。

7、优选地，目标共晶高熵合金为cocrfenizr0.5共晶高熵合金。

8、优选地，目标共晶高熵合金的激光冲击强化的工艺参数包括：激光冲击能量、激光冲击次数、搭接率、光斑均匀性以及吸收层与约束层；其中，目标共晶高熵合金位于吸收层下方，吸收层位于约束层下方。

9、优选地，目标强化参数包括激光冲击能量和激光冲击次数。

10、优选地，目标激光强化效果包括硬度和摩擦系数。

11、优选地，目标共晶高熵合金的目标激光强化参数与目标激光强化效果的关系的建立过程包括：

12、确定目标共晶高熵合金进行激光冲击强化的目标强化参数；设定各个目标强化参数的调控范围；

13、基于各个目标强化参数及其调控范围，设计正交试验方案；

14、基于正交试验方案中各个试验方案，分别对目标共晶高熵合金进行激光冲击强化；

15、对经过各个试验方案的激光强化冲击的目标共晶高熵合金进行硬度测试、摩擦磨损测试，得到各个试验方案的目标激光强化效果；

16、根据各个试验方案及目标激光强化效果，建立目标共晶高熵合金的目标激光强化参数与目标激光强化效果的关系。

17、优选地，在对经过各个试验方案的激光强化冲击的目标共晶高熵合金进行硬度测试、摩擦磨损测试，得到各个试验方案的目标激光强化效果之前，还包括：

18、对各个试验方案执行前后的目标共晶高熵合金进行光学形貌与扫描形貌观察、相图、kam图和xrd分析。

19、优选地，每个试验方案均重复进行多次，并取多次目标激光强化效果的平均值作为最终的目标激光强化效果。

20、优选地，在目标共晶高熵合金的每个试验方案的执行过程中，均先设计激光冲击路径；

21、s1、将采用目标共晶高熵合金制成的工件在预设工位进行装载；

22、s2、在工件上粘贴吸收层；

23、s3、打开约束层水流开关，以形成水层作为约束层；

24、s4、基于激光冲击路径和该试验方案中的工艺参数，对工件进行激光冲击；

25、s5、在每次冲击结束后，判断是否达到预设激光冲击次数；

26、若是，则进入s6；若否，则进入s2；

27、s6、取下工件，并取下吸收层，得到完成该试验方案的工件

28、本发明中，所提出的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，通过预先构建目标共晶高熵合金的目标激光强化参数与目标激光强化效果的关系，并基于目标激光强化效果以及目标激光强化参数与目标激光强化效果的关系，得到目标激光强化参数的设定值；然后，根据目标激光强化参数的值对目标共晶高熵合金进行激光冲击强化，实现了cocrfenizr0.5共晶高熵合金表层硬度与耐磨性能的协同提升，解决了现有技术中参数适配性差、强化效果不稳定的问题。

1.一种共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，目标共晶高熵合金为cocrfenizr0.5共晶高熵合金。

3.根据权利要求1所述的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，目标共晶高熵合金的激光冲击强化的工艺参数包括：激光冲击能量、激光冲击次数、搭接率、光斑均匀性以及吸收层与约束层；其中，目标共晶高熵合金位于吸收层下方，吸收层位于约束层下方。

4.根据权利要求1所述的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，目标强化参数包括激光冲击能量和激光冲击次数。

5.根据权利要求1所述的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，目标激光强化效果包括硬度和摩擦系数。

6.根据权利要求1所述的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，目标共晶高熵合金的目标激光强化参数与目标激光强化效果的关系的建立过程包括：

7.根据权利要求6所述的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，在对经过各个试验方案的激光强化冲击的目标共晶高熵合金进行硬度测试、摩擦磨损测试，得到各个试验方案的目标激光强化效果之前，还包括：

8.根据权利要求6所述的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，每个试验方案均重复进行多次，并取多次目标激光强化效果的平均值作为最终的目标激光强化效果。

9.根据权利要求6所述的共晶高熵合金的激光冲击强化方法，其特征在于，在目标共晶高熵合金的每个试验方案的执行过程中，均先设计激光冲击路径；