Effect of laser shock processing on residual stress and mechanical properties of 7050-T7451 aluminium alloy

对7050-T7451铝合金试样进行激光冲击强化,研究不同激光功率密度和冲击次数对铝合金残余应力和性能的影响。试验结果表明:激光冲击强化可以有效提高试样表面显微硬度,且硬度随着冲击次数的增加而增大,最高达172 HV0.05,较未强化试样提高了17%,硬度影响层深度可达750μm。当激光功率密度为7.28 GW/cm~2时,激光冲击1次后试样表面粗糙度为0.279μm,比原始磨削表面的粗糙度下降了22.5%,随着冲击次数的增加,表面粗糙度逐渐增大,但均小于原始表面粗糙度。激光冲击强化可以大幅提高试样表面残余压应力,当激光功率密度为7.28 GW/cm~2、冲击3次时残余压应力最大,可达-227.0 MPa。当激光功率密度为4.37 GW/cm~2、冲击3次时,激光冲击强化可以有效提高试样的疲劳寿命(大于106次),相比未强化试样提高2.3倍。激光冲击强化后表面残余压应力和显微硬度大幅提升可以有效抑制疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提升7050-T7451铝合金的抗疲劳性能。