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Experimentelle Untersuchungen zum Randschichtenverfestigen von AL-SI-Gusslegierungen via Laser Shock Peening

机译：激光冲击煤矿铸造合金边界层的实验研究

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Mittels Laser Shock Peening (LSP) ist es moglich die mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise die Harte, um ca. 30% zu steigern und die Eigenspannungen derart zu andern, dass die Ermudungsbestandigkeit von Metallen signifikant erhoht wird. Dazu wird auf der Werkstuckoberflache, mittels eines gepulsten Nd:YAG-Lasers, ein Plasma erzeugt. Die Ausbreitungsenergie dieser Gaswolke ubertragt einen Impuls auf die Werkstuckoberflache. In der Randzone des Werkstucks breitet sich eine Schockwelle aus, wodurch die Versetzungsdichte gesteigert wird. Im vorliegenden Paper erfolgte eine umfassende Charakterisierung des innovativen LSP-Verfahrens zur Erarbeitung eines grundlegenden Prozessverstandnisses. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem bisher wenig beachteten Effekt der Randschichtverfestigung. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden anschliessend auf industriell relevante Applikationen ubertragen. Ein Anwendungsbeispiel stellen aus Al-Si-Legierungen gefertigte Hubkolben dar. Werden die hochbelasteten Bereiche (bspw. Kolbenmulde) selektiv mittels Laserstrahlschockverfestigen bearbeitet, konnen im Vergleich zu konventionellen Harteverfahren gleiche Hartewerte bei einer deutlich hoheren Warmeleitung im Bauteil erzielt werden.
机译：使用激光冲击喷丸（LSP）可以将机械性能（如硬度）提高到约30%，并改变残余应力，从而显著提高金属的抗疲劳性。为此，通过脉冲Nd:YAG激光器在工件表面产生等离子体。这种气体云的传播能量将脉冲传输到工件表面。冲击波在工件边缘区域传播，增加了位错密度。在本文中，对创新的LSP方法进行了全面描述，以形成对基本过程的理解。主要关注的是迄今为止很少注意到的表层固结效应。研究结果随后被转移到与工业相关的应用中。应用的一个例子是铝硅合金制成的活塞。如果使用激光束冲击硬化对高应力区域（例如活塞凹槽）进行选择性处理，则与传统硬加工相比，部件中的热传导显著更高，可以获得相同的硬值。

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