还可以使液体更容易向树枝结晶间的孔隙补充，有利于 减少缩孔，部分消除拉应力产生的根源，从而减少重熔
层裂纹。超声波在熔池中的空化及搅拌作用能使熔池各
处温度均匀化，改善了熔池的凝固状态，减少了残余热 应力和开裂敏感性。
总结和展望
激光表面改性是一项钛合金表面处理的理想技术，现已
引起各国的高度重视，特别是钛合金在军事及航空航天 以及汽车、医疗等领域的广泛用途，使得该领域的研发
钛合金
钛合金密度小，比强度高，具有良好的耐蚀性
、疲劳抗力，广泛应用于航空航天、国防、汽 车、医疗等领域。然而，钛合金摩擦系数高、 对粘着磨损和微动磨损非常敏感、耐磨性差及 高温抗氧化性差等缺点，制约了它的应用。
有效的解决途径-表面改性：激光熔覆、激光合
金化和激光熔凝技术
激光熔覆
激光熔覆又称激光涂覆或激光熔敷，是一种新型的材料加工和表面改性技术，其实
质是将具有Leabharlann 殊性能(如耐磨、耐蚀、抗氧化等)的粉末先喷涂在金属表面上或同激 光束同步送粉，然后使其在激光束作用下迅速熔化、扩展及快速凝固，在基材表面 上形成无裂纹、无气孔的冶金结合层的一种表面改性技术。
• 经过激光重熔处理后，陶瓷涂 层颗粒细化，片层状组织得以 消失，致密性提高，硬度、耐 磨性和抗冲蚀性能明显提高。
工作倍受关注。
与国外钛合金激光表面改性技术的研究相比，国内有关
的理论和实验研究起步较晚，实际应用还较少，在装备
、工艺、材料和基础研究等方面都存在较大的差距。为 进一步扩大钛合金应用的发展，亟需开展钛合金激光表
面改性技术研究。
激光改性过程中裂纹产生机理
钛合金激光表面改性是快速熔化和凝固的冶金过程，在
激光处理过程中存在复杂的传热、传质、对流、扩散、 相变等物理和化学现象。
激光熔覆过程中引入超声振动，可以改善液态熔池的流
动性，使气泡快速逸出，组织分布更加均匀；凝固过程 施加超声振动，可以将正在长大的枝晶打碎，并使其分
散到熔体的各个部位形成均匀分布的小晶核。超声振动
激光合金化
激光合金化是在高能束激光作用下，将一种或 多种合金元素与基材表面快速熔凝，即利用激
光改变金属及合金表面的化学成分。
该方法具有以下优点：
• • 1)在金属零件的局部表面处理后能获得高级合金的性能； 2) 改性层深度和宽度得到精密控制；
•
3) 由于激光加热层温度梯度大，故结合层窄，结合质量好，而
激光熔凝
激光熔凝是指利用高能密度的激光束扫描工件的表面， 使表面一薄层熔化并在极快的冷却速度下凝固。
激光熔凝对纯钛板的抗腐蚀性和点蚀电位的影响：钛基 板和激光熔凝钛板的动电位分析表明，钛基板受到明显
的腐蚀，而激光熔凝钛板则没有这种现象，即激光熔凝
钛板的抗蚀性增加了。电化学阻抗测定结果表明，经激 光熔凝后的纯钛板的电阻较钛基板更大一些。
且对基体金属性能的不利影响极小。
激光合金化
激光合金化与激光熔覆的不同之处在于：激光合金化是使添加 的合金元素和基材表层在液态下充分混合而形成合金化层；而 激光熔覆则是使预涂层全部熔化而基体表层微熔，从而使熔覆 层与基体材料形成冶金结合而保持熔覆层的成分基本不变。
钛合金表面激光合金化依据所添加材料的性质可分为两大类， 即气相和固相合金化。激光气相合金化大多采用氮气或混合气 体[26~31]。激光氮化是在氮气环境下(保持压力为3~5×103 Pa)利用激光辐照熔化钛合金基材表面，并在钛合金表面形成组 织致密、厚度为400~1000 mm 的氮化层。