針對(duì)M50 軸承鋼表面強(qiáng)化需求，武漢理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用超聲噴丸強(qiáng)化（USP）首次實(shí)現(xiàn)了表面梯度納米結(jié)構(gòu)M50 軸承鋼的制備，并研究了梯度結(jié)構(gòu)尺寸細(xì)化的過程及其強(qiáng)化機(jī)制。

相關(guān)論文以Understanding the nanostructure evolution and the mechanical strengthening of the M50bearingsteelduring ultrasonicshotpeening為題發(fā)表在MaterialsScience&EngineeringA上。

TEM 結(jié)果表明，M50軸承鋼中板條馬氏體的厚度已細(xì)化至10 nm。極細(xì)的納米結(jié)構(gòu)M50 馬氏體顯著提高了納米級(jí)的力學(xué)性能。納米壓痕測(cè)試表明，納米結(jié)構(gòu)M50 的硬度為12.43 GPa，比原樣基體材料的硬度9.03 GPa 高38%。此外，研究了USP過程中 M50 的微觀結(jié)構(gòu)演變，并揭示了M50 的晶粒細(xì)化機(jī)制。EBSD 表征結(jié)果證實(shí)了低角度晶界向高角度晶界的轉(zhuǎn)變以及等軸超細(xì)晶粒的形成。觀察到晶粒細(xì)化過程中M50中碳化物的分解。這表明除了C 的擴(kuò)散外，碳化物的分解還受到碳化物形成元素的影響。而碳化物的細(xì)化和馬氏體基體較高的硬度可以減緩白蝕裂紋(WECs)的形成。

這項(xiàng)工作加深了目前對(duì)USP 過程中M50 軸承鋼晶粒細(xì)化及其納米級(jí)強(qiáng)化機(jī)制的理解，而較深的梯度納米結(jié)構(gòu)層也有利于后續(xù)的表面機(jī)加工。