殘余應(yīng)力場(chǎng)的影響由圖 2 可知， 經(jīng)過激光沖擊強(qiáng)化后 GH4133 鎳基高溫合金材料表層產(chǎn)生了深度大于 0.8 mm 的殘余壓應(yīng)力場(chǎng)， 表面殘余壓應(yīng)力可達(dá) 381 MPa， 經(jīng)過保溫處理后，激光沖擊強(qiáng)化過程在材料表層形成的殘余壓應(yīng)力部分釋放， 但仍有較高的殘余壓應(yīng)力殘留在材料表層， 而且在溫度的作用下殘余壓應(yīng)力沿深度方向的梯度減緩， 使得殘余壓應(yīng)力分布更加的均勻， 且分布深度大于 0.8mm。 這一點(diǎn)在顯微硬度沿深度的分布中得到同樣的結(jié)果， GH4133 鎳基高溫合金激光沖擊強(qiáng)化后保溫的顯微硬度值增加的深度大于 0.8 mm。

由于材料的疲勞性能與殘余應(yīng)力有關(guān)， 殘余應(yīng)力在疲勞載荷中起著平均應(yīng)力的等效作用， 殘余壓應(yīng)力相當(dāng)于負(fù)的平均殘余應(yīng)力， 它能提高工件的抗疲勞強(qiáng)度； 殘余拉應(yīng)力相當(dāng)于正平均應(yīng)力， 它降低了工件的抗疲勞強(qiáng)度。 殘余壓應(yīng)力增大， 可顯著提高材料的疲勞性能， 抑制裂紋的萌生， 延長(zhǎng)疲勞壽命。

因此， 激光沖擊強(qiáng)化 GH4133 鎳基高溫合金在溫度作用下， 殘余壓應(yīng)力部分釋放， 沿深度方向的梯度減緩，與細(xì)化晶粒、 變形孿晶、 析出相共同作用， 強(qiáng)化效果仍發(fā)揮作用， 具有很好的熱穩(wěn)定性， 有利于提高 GH4133材料的疲勞性能。

結(jié) 論1) 在 500 ℃溫度作用下， 激光沖擊強(qiáng)化 GH4133鎳基高溫合金產(chǎn)生的細(xì)化晶粒未發(fā)生長(zhǎng)大， 析出相細(xì)小均勻， 強(qiáng)化效果更好， 釘扎在晶界及亞晶界上， 使得激光沖擊強(qiáng)化 GH4133 鎳基高溫合金在低溫處理后， 合金保持組織穩(wěn)定性。2) 在500 ℃溫度作用下， 激光沖擊強(qiáng)化后 GH4133合金產(chǎn)生的表層殘余壓應(yīng)力有部分釋放， 下降了 20%，但分布的深度大于 0.8 mm。 而顯微硬度值比保溫前增加， 且影響深度仍超過 0.8 mm。3) 激光沖擊強(qiáng)化后在 500 ℃溫度下的疲勞壽命為2.62×10 5 ， 是原始試樣的 2.34 倍。4) 激光沖擊強(qiáng)化 GH4133 鎳基高溫合金熱穩(wěn)定性由兩部分組成: 一方面， 在溫度作用下， 激光沖擊強(qiáng)化的微觀組織的晶粒細(xì)化、 大量變形孿晶及晶界析出相，使得微觀組織具有良好的穩(wěn)定性； 另一方面， 殘余壓應(yīng)力等在溫度作用下部分釋放， 梯度減緩， 穩(wěn)定性好。 這兩者共同作用提高了 GH4133 的疲勞性能。