Ti-6Al-4Vのレーザーショックピーニング中の塑性ひずみの程度について

On the Degree of Plastic Strain during Laser Shock Peening of Ti-6Al-4V.

抄録

レーザーショックピーニング（LSP）は、大きな残留応力を発生させることにより構造材料の疲労強度を向上させる革新的な技術である。本研究は、LSP中に導入される塑性ひずみの程度を評価し、LSPプロセスの基本的な理解を深めるために実施した。この目的のため、電子後方散乱回折（EBSD）とナノ硬さ測定を行い、レーザー衝撃ピーニングを施したTi-6Al-4V合金の微細構造応答を調べた。その結果、α粒/粒子の形状と硬度の両方にわずかな変化しか認められなかった。従って、レーザーショックピーニングされた材料は、わずかな塑性ひずみしか経験していないと結論づけられた。この驚くべき結果は、LSP中のTi-6Al-4Vのひずみ硬化速度が比較的速いことに起因している。

Laser shock peening (LSP) is an innovative technique that is used to enhance the fatigue strength of structural materials via the generation of significant residual stress. The present work was undertaken to evaluate the degree of plastic strain introduced during LSP and thus improve the fundamental understanding of the LSP process. To this end, electron backscatter diffraction (EBSD) and nano-hardness measurements were performed to examine the microstructural response of laser-shock-peened Ti-6Al-4V alloy. Only minor changes in both the shape of α grains/particles and hardness were found. Accordingly, it was concluded that the laser-shock-peened material only experienced a small plastic strain. This surprising result was attributed to a relatively high rate of strain hardening of Ti-6Al-4V during LSP.