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超音速微粒轰击对GCr15SiMn轴承钢微观组织及摩擦磨损性能的影响

摘要：利用超音速微粒轰击（SFPB）对GCr15SiMn轴承钢表面进行强化处理，并采用三维显微形貌仪、透射电镜、背散射电子仪、扫描电镜、X射线残余应力分析仪、显微硬度仪等仪器观测GCr15SiMn轴承钢强化前后的表面粗糙度、微观组织、力学性能，采用UMT-2摩擦磨损实验机对试样强化前后的摩擦磨损性能进行检测。结果表明：经过超音速微粒轰击强化处理的GCr15SiMn钢试样的表面粗糙度增加，表层结构发生严重的塑性变形，片状马氏体细化至纳米级，碳化物平均粒径减小，数量下降；试样表层引入了300 μm的硬化层，距表面10μm处出现硬度最高值，硬度由740 HV 提高到1056 HV，硬度提到了42.7%；试样引入深度为60 μm的残余压应力层；经过超音速微粒轰击后，强化试样平均摩擦系数略高于原始试样，而磨损率得到了大幅度降低，磨损机理主要为磨粒磨损，伴有少量的氧化磨损和粘着磨损。

关键词：超音速微粒轰击；轴承钢；微观组织演变；力学性能；摩擦磨损性能