M50轴承钢表面强化技术的研究现状与趋势

张昊, 潘永智, 杨延朝, 庄奇凯, 梁浩, 门秀花(济南大学机械工程学院)

摘要：轴承是航空发动机的“心脏”,服役于高温、高压、高速等极端环境,疲劳是其主要失效形式。为了提高航空轴承的性能,从而改善航空发动机的可靠性、延长寿命,应用表面强化技术显得尤为重要。首先,立足于轴承失效形式机理,综述了航空航天M50轴承钢滚动接触疲劳的主要失效模式:亚表面滚动接触疲劳失效,讨论了疲劳失效的原因。其次,基于严重塑性变形机理,从晶粒形变和应力强化等角度分析了表面强化工艺对轴承钢表面服役性能的强化改性作用,通过细化晶粒和引入残余压应力,可以显著提高材料的抗疲劳性能。此外,还总结了现有表面强化工艺的研究进展,包括超声滚压、喷丸和激光冲击硬化等多种方法。最后,指出了现有单一工艺的局限性以及M50轴承钢强化改性工艺的发展方向。

关键词：M50轴承钢; 服役性能; 疲劳失效; 表面强化; 强化机理