Aby rozwiązać ten problem, naukowcy próbowali różnych technik leczenia powierzchniowego. Wśród nich laserowy Peening Shock (LSP) przyciągnął wiele uwagi ze względu na doskonałą integralność powierzchni. Wiele badań wykazało, że chociaż Peening wstrząsów laserowych osiągnął niezwykłe wyniki w poprawie właściwości zmęczenia i tarcia stopów tytanowych, wpływ na właściwości zużycia i powiązane mechanizmy wzmocnienia nadal wymagają eksploracji głębokości.
W tej pracy autorzy systematycznie badali właściwości mechaniczne gradientu, morfologię powierzchni, rozpraszanie energii, ewolucję mikrostruktury i zachowanie stopów tytanowych przed i po testach tarcia przy użyciu różnych technik mikroskopowych i metod analizy opartych na energii.
Wyniki badań pokazują, że doskonała odporność na zużycie stopów tytanowych wynika z synergistycznego efektu warstwy stwardniałej powierzchniowej, resztkowego naprężenia ściskającego i ewolucji gradientu nanokrystalicznego - amorficznej sub -struktury. Czynniki te skutecznie hamują usunięcie materiału matrycy i mogą dostosowywać się do dużych szczepów z tworzywa sztucznego w warunkach poślizgu.
W szczególności LSP umożliwia stopowi TC6 posiadanie doskonałych właściwości odpornych na zużycie, a szybkość zużycia spada bezpośrednio o 51,9%. Podczas procesu tarcia nanokryształy gradientowe promują tworzenie się nanokrystalicznych struktur amorficznych oraz interakcję między tą strukturą a warstwą utwardzoną pracą dodatkowo poprawia wydajność palenia.
Po leczeniu LSP morfologia przekroju stopu TC6 wykazuje minimalne odkształcenie plastyczne i brak oczywistych wad. Na powierzchni powstają warstwa hartowana o głębokości około 260 μm i resztkowa warstwa naprężenia ściskającego o głębokości około 1780 μm. W porównaniu z nietraktowaną próbką maksymalna twardość Vickersa próbki leczonej LSP wzrasta o około 12,8%, a maksymalne resztkowe naprężenie ściskające osiąga 672,47 MPa.
LSP indukuje tworzenie mikrostruktury gradientu, w tym warstwy nanokrystalicznej i ziaren na głębokości około 5 μm, oraz sub -struktura o zwichnięciu o wysokiej gęstości na głębokości około 50 μm. Udoskonalenie ziarna fazy i fazy jest spowodowane ruchem zwichnięcia, takiego jak mnożenie zwichnięcia, splątanie, wstawianie, rearanżacja i anihilacja.
Ponadto LSP nieznacznie zmniejsza współczynnik tarcia próbki. Analiza schematu siły tarcia - przemieszczenia - obciążenia, rozproszonej energii i morfologii zużycia powierzchni pokazuje, że LSP nie zmienia obszaru poślizgu ani całkowitej energii systemu, ale zmniejsza rozmiar dołów rozciągających się i resztki zużycia. Mniejsze resztki zużycia są pomocne w tworzeniu gęstej zagęszczonej warstwy, która może dobrze chronić matrycę.
W porównaniu z nietraktowaną próbką głębokość rozpryskiwania próbki leczonej LSP zmniejsza się z 10,8 μm do 8,5 μm, szybkość zużycia maleje z 4,147 × 10⁻⁶ mm³n⁻¹m⁻¹ do 1,996 × 10⁻⁶ mm³n⁻¹m⁻¹, a redukcja szybkości zużycia jest wysoka jak 51,9%.
Podsumowując, szok laserowy Peening tworzy doskonałe zużycie właściwości stopów tytanowych poprzez indukcję stabilnych nanokryształów gradientu, zapewniając nowe pomysły na ukierunkowaną konstrukcję optymalizacyjną mikrostruktury powierzchniowej stopów tytanowych i wnosząc ważny wkład w opracowanie aeropoznawców i innych polowań.