武汉理工采用超声喷丸首次制备表面梯度纳米结构M50轴承钢

针对M50 轴承钢表面强化需求，武汉理工大学团队采用超声喷丸强化（USP）首次实现了表面梯度纳米结构M50 轴承钢的制备，并研究了梯度结构尺寸细化的过程及其强化机制。

相关论文以Understanding the nanostructure evolution and the mechanical strengthening of the M50bearingsteelduring ultrasonicshotpeening为题发表在MaterialsScience&EngineeringA上。

TEM 结果表明，M50轴承钢中板条马氏体的厚度已细化至10 nm。极细的纳米结构M50 马氏体显著提高了纳米级的力学性能。纳米压痕测试表明，纳米结构M50 的硬度为12.43 GPa，比原样基体材料的硬度9.03 GPa 高38%。此外，研究了USP过程中 M50 的微观结构演变，并揭示了M50 的晶粒细化机制。EBSD 表征结果证实了低角度晶界向高角度晶界的转变以及等轴超细晶粒的形成。观察到晶粒细化过程中M50中碳化物的分解。这表明除了C 的扩散外，碳化物的分解还受到碳化物形成元素的影响。而碳化物的细化和马氏体基体较高的硬度可以减缓白蚀裂纹(WECs)的形成。

这项工作加深了目前对USP 过程中M50 轴承钢晶粒细化及其纳米级强化机制的理解，而较深的梯度纳米结构层也有利于后续的表面机加工。