Laser Shock Processing of FCC Metals: Mechanical Properties and Micro-structural Strengthening Mechanism

پردازش شوک لیزری (LSP) یک روش جدید و امیدوارکننده برای بهبود دوام خستگی، خوردگی، مقاومت در برابر سایش و سایر خواص مکانیکی فلزات و آلیاژها است. در طول LSP، موج ضربه‌ای ایجاد شده می‌تواند به دلیل فشار بالا (GPa-TPa)، فوق‌العاده سریع (چند ده نانوثانیه)، نرخ کرنش فوق‌العاده بالا و انرژی بالا، یک تنش پسماند فشاری عمیق به ماده وارد کند. خواص و رفتار کلی مواد فلزی در معرض LSP به طور قابل توجهی بهبود یافت زیرا یک لایه سطحی تصفیه شده با موفقیت به دست آمد. با این وجود، تا کنون، یک منظره روشن بین ریز ساختار و ویژگی های کلان لایه سطحی تصفیه شده، به ویژه تشکیل دانه های زیر میکرومتری از دانه های درشت در هنگام تغییر شکل شدید پلاستیک، هنوز در انتظار است. بنابراین، مطالعات اساسی مکانیسم زیربنایی برای پالایش دانه با نرخ کرنش فوق‌العاده بالا که در این کتاب ارائه شده است، بیش از پیش حیاتی می‌شود.

Laser shock processing (LSP) is a new and promising surface treatment technique for improving the fatigue durability, corrosion, wear resistance and other mechanical properties of metals and alloys. During LSP, the generated shock wave can introduce a deep compressive residual stress into the material, due to its high-pressure (GPa-TPa), ultra-fast (several tens nanoseconds), ultra-high strain-rate and high-energy. The overall properties and behavior of metal materials subjected to LSP were significantly improved because a refined surface layer was successfully obtained. Nevertheless, up to now, a clear scenery between micro-structure and macro-property of the refined surface layer, especially formation of sub-micrometer grains from coarse grains during severe plastic deformation, is still pending. Therefore, the basic studies of the underlying mechanism for grain refinement by ultra-high strain-rate presented in this book becomes more and more crucial.