专利名称：一种采用深冷激光冲击强化金属材料的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到冷处理、激光加工领域，特别指在超低温环境下进行激光冲击强化金属材料的应用方法与装置。
背景技术：
随着经济的不断发展，世界各国对能源的需求越来越大，石油天然气的消耗快速增长，相关的石油天然气勘探、钻采、输送、加工等行业发展迅速。这些行业所用的设备金属材料，基本上需要在低温环境下(-50° C以下)使用，而一般的金属材料在低温环境下会发生脆性破坏，如钢材等，这就要求金属材料必须具备良好的强韧性特征。为了改善金属材料的使用性能，出现了各种强化手段，传统的金属材料强化技术有锻打、冷挤压、激光热处理和机械喷丸等方法，使板材内部产生残余压应力，以达到强化目的，但存在着生产时间长， 加工柔性差等缺陷。目前，激光加工技术和激光喷丸强化技术已经成功应用于航空航天、船舶及汽车等行业，激光冲击强化与激光喷丸强化的出现，激光喷丸是集变形处理及细晶强化与一体的强化手段，很好的解决了传统金属材料强化技术的加工时间长、加工柔性差等缺陷，但是在当前的激光喷丸强化及激光冲击强化技术都是在室温下进行的，强化之后得到的金属材料强度与韧性、塑性之间存在着彼消此长的矛盾，且强化效果仅仅局限于表层， 无法改变内部组织及性能，而且在未冲击区域及金属材料心部会产生残余拉应力，无法长时间在超低温环境下使用。如公开号为CN101560587A的中国专利，通过采用激光冲击与电磁脉冲冲击在室温下来强化材料，该专利所涉及的方法虽然能够提高材料的力学性能和机械性能，但是也存在着不足(1)强化效果仅局限于材料表层，无法深入材料内部及改善材料内部的组织及其性能；(2)无法解决材料的强韧性问题，随着强度的提高，韧性有所下降；(3)所强化的材料在低温环境下使用寿命很短；(4)其强化所提高的性能在低温或者高温下极其不稳定，尺寸也不稳定。如公开号为CN1986841A的中国专利，采用激光冲击强化技术来提高镁合金的耐腐蚀性能，虽然激光冲击强化镁合金能够在其表面形成一定大小及其深度的残余应力及高密度位错，继而提高镁合金的耐腐蚀性能，但是也存在着不足(1) 无法改善镁合金金属材料的强韧性特征，随着强度不断的升高，韧性反而下降，无法应用于超低温环境；(2)强化效果仅局限于镁合金金属材料的表层，并没有深入金属材料内部，无法改善金属材料内部的组织性能；(3)在镁合金表层形成一定深度的残余压应力及高密度位错，但是在未冲击区域及金属材料心部产生了拉应力；(4)其强化所提高的性能在超低温环境下极其不稳定，尺寸也不稳定；(5)所得到的残余压应力分布及其不均勻。随着深冷处理技术的出现，在一定程度上有效的改善了金属材料的强韧性特征， 通过将金属材料置于超低温环境下(-196° C以下)，其主要是通过细晶强化、改变残余奥氏体数量、结构、形状及分布及析出沉淀物来改善金属材料的强韧性特征，但是通过单一的深冷强化处理来改善金属材料的强韧性特征，也存在着较大的不足(1)并非所有的金属金属材料都可以通过单一的深冷处理来提高金属材料的强韧性特征，即单一深冷处理提高金属材料强韧性特征的对象有一定的限制，如不锈钢、碳素钢等金属材料，通过单一的金属材料很难提高这些金属材料的韧性；(2)单一的深冷强化处理所提高的金属材料韧性幅度很小，如[1.晋芳伟、陈绍甫.超低温处理改善高速钢刀具性能及机理研究.新技术新工艺.1999，2:22— 23]通过相应的测试，通过单一深冷处理强化金属材料得到的韧性相比未通过深冷处理的韧性仅仅提高了 0. 7J/cm2 ； (2)通过单一的深冷强化处理的金属材料无法在超低温(-130° C以下)环境下长时间使用。一种制备高性能、高质量的材料强化技术不应仅仅局限于材料的局部改性，而应该在较大幅度提高材料的机械、力学性能前提下对整个金属材料由表及里地进行强化，且提高后的性能、尺寸应该能够在超低温环境下长时间保持稳定，且材料应同时具有良好的强度与韧性、塑性，方可满足材料在各种苛刻环境下的应用及加工要求。从材料科学基础知识可知当材料内部出现高密度纳米孪晶及纳米析出物时，可以显著提高材料的强韧性特征，并能有效提高材料的机械、力学性能。那么寻找一种高能量的位错驱动力成为研究关键。因此，如何挖掘与开发出一种能够在材料内部形成高密度纳米孪晶及纳米析出物的新颖技术已成为21世纪的一个竞相研究的热点，也是材料行业及机械领域急需解决材料强韧性难题、满足材料在超低温环境下长期服役的一大难题。对国内外文献进行搜索，目前还没有通过在超低温环境下进行激光冲击强化材料来制备出具有高密度纳米孪晶及纳米析出物的相关报道。本发明首次提出在超低温环境下对金属材料进行激光冲击强化处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在金属材料内部形成高密度纳米孪晶及纳米析出物的方法与装置，克服当前室温下激光冲击强化材料技术的强化效果仅仅局限于材料表层且无法应用于较低温度环境、在材料心部及未冲击区域产生拉应力、残余压应力分布不均勻、无法解决材料的强韧性特征及单一深冷强化处理无法适用于所有金属材料、无法显著提高材料的韧性及无法满足材料长时间应用于超低温环境，提供一种新型有效的强化材料方法，在超低温环境施加激光冲击强化冲击效应来显著提高金属材料的性能，解决金属材料强韧化问题，使得金属材料能够满足在超低温环境下使用要求，更加完善了激光冲击强化技术的应用。一种采用深冷激光冲击强化金属材料的方法，其方法步骤如下
A)用工业酒精清洗金属试样材料，将金属试样材料放置在深冷处理腔内的试样放置平台上，并将约束层、能量吸收层放置在试样金属材料上，封闭深冷处理腔。B)打开液氮灌的开关，使液氮以3(T50cm7S的流量流入深冷处理腔内的液氮存储腔，使深冷处理腔内温度冷却至-196° C，保温10tT24h ；
C)启动计算机系统控制Nd:YAG固体激光器以及五轴工作台的运动轨迹，使Nd:YAG固体激光器发出激光能量为lOOmjIj，光斑直径为0. 8mnT2mm，频率8Hz，脉宽为8ns，搭接率为75%的激光束通过光学镜片，经过反射镜的作用到达约束层上，对金属试样材料进行短时激光冲击强化处理；
D)关闭Nd:YAG固体激光器，让金属试样材料在深冷处理腔内保温10tT50h小时；
E)启动微型加热器，对深冷处理腔内部进行升温处理，直到室温；其中，所述的深冷处理是从室温开始下降，所述步骤B)冷却速度和所述步骤E)升温速度为 2 10° C/min。其中，所述步骤B)中深冷处理腔内温度冷却至-196° C后，启动微型加热器，对深冷处理腔内部进行升温处理，直到室温；再次深冷，使深冷处理腔内温度冷却至-196° C ； 所述深冷次数为1 3次。一种采用深冷激光冲击强化金属材料的装置，其特征在于，包括深冷处理腔22、液氮存储腔16、五轴工作台17、微型加热器19、试样放置平台26、约束层23、Nd =YAG固体激光器1、光学镜片3、反射镜4、计算机系统18、压力控制阀6、电磁阀7、液氮回收管道5、排气管8、氮气液化装置9、增压阀10、流量控制阀12、液氮输送管道15、液氮罐开关13、能量吸收层25、液氮罐14、液氮回流管道11、流量控制阀12、电子开关27、温度传感器21和A/D 转换器20 ；所述深冷处理腔22内设置液氮存储腔16和试样放置平台26，所述深冷处理腔 22放置在五轴工作台17上，五轴工作台17通过导线连接计算机系统18 ；试样置于试样放置平台沈上，在深冷处理腔内22设有温度传感器21，通过导线将温度传感器21、A/D转换器20与计算机系统18连接；在深冷处理腔22的内壁设有微型加热器19，所述微型加热器 19通过导线将电子开关27与计算机系统18连接；通过液氮输送管15将液氮罐14的出液口与液氮存储腔16连接，并在液氮输送管15上设有流量控制阀12 ；通过液氮回流管11将液氮罐23的进液口与氮气液化装置9连接，在氮气液化装置9上设有一根排气管8，在液氮回收管道5设有压力控制阀7、电磁阀6与增压阀10 ；Nd =YAG固体激光器1与光学镜片 3位于同一直线上，调整反射镜4的角度使激光束2垂直照射到约束层23上，NdiYAG固体激光器1与计算机系统18相连。所述的深冷处理腔22与液氮存储腔16是一体的，深冷处理腔22与液氮存储腔16 之间用导热性能较好的金属板隔开。所述的深冷处理腔22的顶面用光学玻璃制作而成，其余面用金属制作，并在金属面涂上一层隔热金属材料薄膜，顶面涂覆一层增透薄膜。所述的液氮存储腔16外壁用金属金属材料构成，液氮存储腔外壁涂有一层隔热金属材料薄膜。本发明在超低温环境下采用激光冲击强化技术对金属材料进行强化处理，当金属材料处于超低温环境时，因低温金属材料会发生剧烈的收缩塑性变形，在内部产生大量位错，此时利用激光冲击强化技术的瞬时冲击效应，使金属材料中高密度位错发生高速运动， 而高密度位错快速运动时，又可诱发高密度纳米孪晶，有效解决了金属材料强韧性问题，从而使金属材料能够在超低温环境长期服役；当高密度位错与溶质原子相互作用时，又可以析出大量的纳米析出物，纳米析出物弥散分布在晶界处，有效阻碍了位错的运动，使所提高的性能更加稳定，从而有效防止金属材料在低温环境下发生脆性破坏，并能进一步促进残余奥氏体的转变、马氏体的分解与细化，从而提高了金属材料的性能的稳定性及各种力学性能，继而强化了整个金属材料。随着深冷次数的增加，金属材料中的形成的位错密度不断增加、残余奥氏体的数量不断减小，马氏体不断增加，金属材料内部组织也不断的细化，当深冷次数达到3次时，深冷效果就趋于饱和，所提高的各项力学、机械性能也达到最大值， 再此基础上，借助激光冲击效应，可以得到性能更加优异的金属材料。故深冷次数选择广3 次。
本发明的方法与装置具备以下优点
1、本发明采用了一种新型有效的强化金属材料方法——深冷激光冲击强化方法，增加了位错密度以及加速了位错运动，继而诱发高密度纳米孪晶及大量超细析出物，并大大促进了奥氏体的转变、马氏体的转变与细化以及晶粒、组织细化，从而极大地提高了金属材料的机械、力学性能，有效解决了金属材料的强韧化问题。2、本发明对金属材料的强化作用是由表及里强化整个金属材料，并非强化金属材料表层。3、本发明使用了液氮作为冷却介质，减少了环境污染。4、本发明装置设有一个氮气液化、回收装置，达到循环再利用的效果，大大减小了液氮的消耗量，从而节约了成本。5、本发明装置设有一个精确自动控制温度的温控模块，可以精确测量深冷处理腔内的温度。
下面结合附图做进一步说明。图1为一种采用深冷激光冲击强化金属材料的结构示意图。图2为本实施例1中室温下激光冲击强化金属材料后的残余应力分布图。图3为本实施例2中深冷激光冲击强化金属材料后的残余应力分布图。图中，1、Nd =YAG固体激光器；2、激光束；3、光学镜片；4、反射镜；5、液氮回收管道；6、电磁阀；7、压力控制阀；8、排气管；9、氮气液化装置；10、增压阀；11、液氮回流管； 12、流量控制阀；13、液氮罐开关；14、液氮罐；15、液氮输送管道；16、液氮存储腔；17、五轴工作台；18、计算机系统；19、微型加热器；20、A/D转换器；21、温度传感器；22、深冷处理腔；23、约束层；24、金属材料试样；25、能量吸收层；26、试样放置平台；27、电子开关。
具体实施例方式实现本发明的装置包括深冷处理腔22 ；液氮存储腔16 ；五轴工作台17 ；微型加热器19 ；试样放置平台沈；约束层23 ；Nd =YAG固体激光器1 ；光学镜片3 ；反射镜4 ；计算机系统18 ；压力控制阀6 ；电磁阀7 ；液氮回收管道5 ；排气管8 ；氮气液化装置9 ；增压阀10 ； 流量控制阀12 ；液氮输送管道15 ；液氮罐开关13 ；能量吸收层25 ；液氮罐14 ；液氮回流管道11;温度传感器21; A/D转换器20、电子开关27。在深冷处理腔22内设有液氮存储腔16及试样放置平台沈，深冷处理腔22将放置在五轴工作台17上，五轴工作台17通过导线连接计算机系统18 ；试样置于试样放置平台 26上，在深冷处理腔内22设有温度传感器21，用导线将温度传感器21、A/D转换器20及计算机系统18连接起来；在深冷处理腔22的内壁设有微型加热器19，微型加热器19通过导线将电子开关27与计算机系统18相连；用液氮输送管15将液氮罐14的出液口与液氮存储腔16连接起来，并在液氮输送管15上设有流量控制阀12 ；同时，利用液氮回流管11将液氮罐23的进液口与氮气液化装置9连接起来，并在氮气液化装置9上设有一根排气管8， 在液氮回收管道5设有压力控制阀7、电磁阀6 ；激光器1、光学镜片3位于同一直线上，调整好反射镜4的角度，使激光束2能够垂直照射到约束层23上，激光器1与计算机系统18相连。用工业酒精清洗好金属试样材料试样M的表面，并将金属材料试样M安放在试样放置平台26上面，用抽真空机将整个液氮存储储腔16抽至真空；打开液氮灌14的开关 13，经过流量控制阀12的作用，使得液氮以3(T50cm7S的流量流入液氮存储腔16，通过计算机系统18的控制作用以3° C的冷却速度进行冷却，在温度传感器21作用下将数据输送给A/D转换器20，测得的温度在计算机系统18上显示为-196° C，并保温20h，再启动计算机系统18，控制Nd:YAG固体激光器1以及数控五轴工作台17的运动轨迹，Nd:YAG固体激光器1发出激光束2通过光学镜片3，经过反射镜4的作用使得激光束2垂直照射到达约束层23上，进行激光冲击强化处理，其中激光能量为IOOmJlJ,光斑直径为0. 8mnT2mm， 频率8Hz，搭接率为75% ；激光冲击完毕之后，通过计算机系统18关闭Nd:YAG固体激光器 1，让试样金属材料M在深冷处理腔22内保温10tT50h个小时。然后在计算机系统18的作用下，启动微型加热器19，使得深冷处理腔22内部以3° C的升温速度进行升温处理，在温度传感器21以及A/D转换器20作用下，测得的温度在计算机系统18上显示为25° C; 液氮存储腔16的氮气通过氮气回收管道5，经过电磁阀6作用以恒定的流速经过压力控制阀7的作用到达氮气液化装置9，液氮经过液氮回流管道11、增压阀10的作用使得液氮获取IMPa的压力回流至液氮罐14内，未被液化的气体通过排气管8排到空气中。实施例1
室温激光冲击强化160镁合金
将尺寸为IOmmX IOmmX 5mm的3(60镁合金M安放在试样放置平台沈上面，启动计算机系统18发出指令，控制Nd:YAG固体激光器1以及数控五轴工作台17的运动轨迹，Nd:YAG 固体激光器1发出激光束2通过光学镜片3，经过反射镜4的作用使得激光束2垂直照射到 K9玻璃23上，进行激光冲击强化处理，其中激光能量为2J，光斑直径为2mm，频率8Hz，搭接率为7596，以有机硅胶作为吸收层25，以K9玻璃为约束层23。经过相应的仪器检测到硬度由105HV增加到139HV，屈服强度由198MPa上升到 269MPa,延伸率由20. 5%上升到23. 4%。冲击韧性由28. 4J. cm3下降到23，1 J. cm3,耐腐蚀性能提高了 37%，耐磨性提高了 57%。将金属材料置于-70° C环境下使用，经过1200min后， 金属材料中最大残余压应力释放了 60%，强度下降了 45%。镁合金金属材料表层残余应分布图见图2。通过图2可以看到，在未冲击区域产生了拉应力，且残余应力分布很不均勻。实施例2
深冷激光冲击强化160镁合金
在深冷处理腔22内设有液氮存储腔16及试样放置平台沈，深冷处理腔22将放置在五轴工作台17上，五轴工作台17通过导线连接计算机系统18 ；试样置于试样放置平台沈上， 在深冷处理腔内22设有温度传感器21，用导线将温度传感器21、A/D转换器20及计算机系统18连接起来；在深冷处理腔22的内壁设有微型加热器19，微型加热器19通过导线将电子开关27与计算机系统18相连；用液氮输送管15将液氮罐14的出液口与液氮存储腔 16连接起来，并在液氮输送管15上设有流量控制阀12 ；同时，利用液氮回流管11将液氮罐 23的进液口与氮气液化装置9连接起来，并在氮气液化装置9上设有一根排气管8，在液氮回收管道5设有压力控制阀7、电磁阀6 ；激光器1、光学镜片3位于同一直线上，调整好反射镜4的角度，使激光束2能够垂直照射到约束层23上，激光器1与计算机系统18相连。
将尺寸为IOmmX IOmmX 5mm的3(60镁合金M安放在试样放置平台沈上面，用抽真空机将整个存储液氮的存储腔16抽至真空；打开液氮灌14的开关13，经过流量控制阀 12的作用，使得液氮以3(T50cm7S的流量流入液氮存储腔16，通过计算机系统18的控制作用以3° C的冷却速度进行冷却，在温度传感器21作用下将数据输送给A/D转换器20，测得的温度在计算机系统18上显示为-196° C，保温20h，再启动计算机系统18，控制Nd: YAG 固体激光器1以及数控五轴工作台17的运动轨迹，NdiYAG固体激光器1发出激光束2通过光学镜片3，经过反射镜4的作用使得激光束2垂直照射到K9玻璃23上，进行激光冲击强化处理，其中激光能量为2J，光斑直径为2mm，频率8Hz，搭接率为7596，以有机硅胶作为吸收层25，以K9玻璃为约束层23 ；激光冲击完毕之后，通过计算机系统18关闭Nd:YAG固体激光器1，让3(60镁合金M在深冷处理腔22内保温2 个小时。然后在计算机系统18 的作用下，深冷处理腔22内部以3° C的升温速度进行升温处理，在温度传感器21以及A/ D转换器20作用下，测得的温度在计算机系统18上显示为25° C ；液氮存储腔16的氮气通过液氮回收管道5，经过电磁阀6的作用以恒定的流速经过压力控制阀7的作用到达氮气液化装置9，液氮经过液氮回流管11、增压阀10的作用使得液氮获取IMPa的压力回流至液氮罐14内，未被液化的气体通过排气管8排到空气中
经过相应的检测仪器可以看到经过本发明处理后，在金属材料内部出现了高密度纳米孪晶，晶粒内弥散分布着大量的沉淀析出物。晶粒尺寸由3(T40um下降到3 10um，晶粒明显得到细化；硬度由105HV增加到189HV，屈服强度由198MPa上升到!MIMPa，延伸率由 20. 5%上升到37. 7%。冲击韧性由28. 4J. cm3上升到57. 6 J. cm3,耐腐蚀性能提高了 37%，耐磨性提高了 57%。将金属材料置于-140° C环境下使用，经过1200min后，金属材料并没有发生脆性破坏，且金属材料中最大残余压应力释放了 25%，强度下降了 15%。
镁合金金属材料表层残余应力分布见图2与图3。图2为室温下激光冲击强化金属材料后的残余应力分布图，从图中可以看到，在未冲击区域的残余应力为拉应力，且残余应力的分布很不均勻；图3为深冷激光冲击强化金属材料后的残余应力分布图，从图中可以看到，在未冲击区域的残余应力仍然为压应力，且残余应力的分布比较均勻。
权利要求
1.一种采用深冷激光冲击强化金属材料的方法，其特征在于，采用了深冷激光冲击强化技术使金属材料内部产生高密度纳米孪晶及纳米析出物，从而使金属材料获取高强度同时具有高韧性特征及显著提高了整个金属材料的力学性能与机械性能。
2.一种采用深冷激光冲击强化金属材料的方法，其特征在于，具体步骤如下A)用工业酒精清洗试样金属材料，将试样金属材料放置在深冷处理腔内的试样放置平台上，并将约束层、能量吸收层放置在金属试样材料上，封闭深冷处理腔内；B)打开液氮灌的开关，使液氮以3(T50cm7S的流量流入深冷处理腔内的液氮存储腔， 使深冷处理腔内温度冷却至-196° C，保温10tT24h ；C)启动计算机系统控制Nd:YAG固体激光器以及五轴工作台的运动轨迹，使Nd:YAG固体激光器发出激光能量为IOOmJH光斑直径为0. 8mnT2mm，频率8Hz，脉宽为8ns，搭接率为75%的激光束通过光学镜片，经过反射镜的作用到达约束层上，对金属试样材料进行短时激光冲击强化处理；D)关闭Nd:YAG固体激光器，让金属试样材料在深冷处理腔内保温10tT50h小时；E)启动微型加热器，对深冷处理腔内部进行升温处理，直到室温。
3.根据权利要求2所述的采用深冷激光冲击强化金属材料的方法，其特征在于，所述的深冷处理是从室温开始下降，所述步骤B)冷却速度和所述步骤E)升温速度均为 2 10° C/min。
4.根据权利要求2所述的一种采用深冷激光冲击强化金属材料的方法，其特征在于， 所述步骤B)中深冷处理腔内温度冷却至-196° C后，启动微型加热器，对深冷处理腔内部进行升温处理，直到室温温度；再次深冷，使深冷处理腔内温度冷却至-196° C ；所述深冷次数为1 3次。
5.一种采用深冷激光冲击强化金属材料的装置，其特征在于，包括深冷处理腔(22)、 液氮存储腔(16)、五轴工作台(17)、微型加热器(19)、试样放置平台(26)、约束层(23)、Nd: YAG固体激光器(1)、光学镜片(3)、反射镜(4)、计算机系统(18)、压力控制阀(6)、电磁阀 (7)、液氮回收管道(5)、排气管(8)、氮气液化装置(9)、增压阀(10)、流量控制阀(12)、液氮输送管道(15)、液氮罐开关(13)、能量吸收层(25)、液氮罐(14)、液氮回流管道(11)、流量控制阀(12)、电子开关(27)、温度传感器(21)和A/D转换器(20)；所述深冷处理腔(22)内设置液氮存储腔(16)和试样放置平台(26)，所述深冷处理腔(22)放置在五轴工作台(17) 上，五轴工作台(17)通过导线连接计算机系统(18)；试样置于试样放置平台(26)上，在深冷处理腔内(22)设有温度传感器(21)，通过导线将温度传感器(21)、A/D转换器(20)与计算机系统(18)连接；在深冷处理腔(22)的内壁设有微型加热器(19，)所述微型加热器(19) 通过导线将电子开关(27 )与计算机系统(18 )连接；通过液氮输送管(15 )将液氮罐(14)的出液口与液氮存储腔(16)连接，并在液氮输送管(15)上设有流量控制阀(12);通过液氮回流管(11)将液氮罐(23 )的进液口与氮气液化装置(9 )连接，在氮气液化装置(9 )上设有一根排气管(8)，在液氮回收管道(5)设有压力控制阀(7)、电磁阀(6)与增压阀(10);Nd =YAG 固体激光器(1)与光学镜片(3)位于同一直线上，调整反射镜(4)的角度使激光束(2)垂直照射到约束层(23)上，激光器(1)与计算机系统(18)相连。
6.根据权利要求5所述的一种采用深冷激光冲击强化金属材料的装置，其特征在于， 深冷处理腔(22)与液氮存储腔(16)是一体的，深冷处理腔(22)与液氮存储腔(16)之间用导热性能较好的金属板隔开。
7.根据权利要求5所述的一种采用深冷激光冲击强化金属材料的装置，其特征在于， 深冷处理腔(22)的顶面用光学玻璃制作而成，其余面用金属制作，并在金属面涂上一层隔热材料薄膜，顶面涂覆一层增透薄膜。
8.根据权利要求5所述的一种采用深冷激光冲击强化金属材料的装置，其特征在于， 所述液氮存储腔(16)外壁用金属材料构成，液氮存储腔外壁涂有一层隔热材料薄膜。
全文摘要
一种采用深冷激光冲击强化金属材料的方法与装置，属于激光加工、冷处理领域。本发明装置包括了深冷处理腔、激光器、液氮罐、温度传感器等。本发明方法是在超低温环境下采用激光冲击强化技术对材料进行强化处理，完毕后，保温一段时间后，让其缓慢升至室温。在超低温环境下，金属材料发生收缩变形，在材料内部产生大量的位错，借助激光冲击强化技术的瞬时冲击效应，使材料中高密度位错发生高速运动，继而诱发高密度纳米孪晶，使材料获得高强度同时具有较高的韧性，有效地防止了金属材料在低温环境下发生脆性破坏；同时在材料中析出大量纳米析出物，并能有效促进残余奥氏体的转变、马氏体及晶粒的细化，从而显著提高了材料的力学性能和机械性能。
文档编号C22F1/00GK102492805SQ20111042250
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者周建忠, 季杏露, 安中伟, 左立党, 杨晶, 樊玉杰, 谢小江, 陈寒松, 黄舒 申请人:江苏大学