激光冲击强化对GCr15轴承钢微观组织和摩擦学行为的影响

目的 激光冲击强化处理后GCr15轴承钢实现表面纳米化，同时其力学性能和摩擦磨损性能得到显著改善。方法 采用激光冲击强化对GCr15轴承钢进行表面强化。使用三维形貌仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计、X射线残余应力分析仪(LXRD)以及摩擦磨损实验仪，对GCr15轴承钢经激光冲击强化处理后的微观组织、力学性能和摩擦磨损性能进行研究。结果 经过激光冲击强化处理后，GCr15轴承钢的位错密度增加，马氏体分布更加均匀且宽度下降，电子衍射花样呈连续的环状，说明有纳米晶组织生成;有效提高材料表面硬度，与原始试样相比，硬度提升了5.1%，并引入了大小为947 MPa左右、深度约为900 μm的残余压应力层;平均摩擦因数下降，磨痕宽度和深度都减小，磨损率的下降幅度为17%~21%，磨损机理以磨粒磨损为主，并伴随一定的黏着和氧化磨损，耐磨性得到提高。 结论 激光冲击强化使GCr15轴承钢的位错密度增加、马氏体碎化且碳化物数量增加、粒径下降;提高了GCr15轴承钢的硬度并在材料次表层构建了残余压应力层，残余压应力在滑动干摩擦过程中释放，马氏体晶粒细化和残余应力释放可有效提高GCr15轴承钢的耐磨性。

Effect of Laser Shock Processing on Microstructure and Tribological Behavior of GCr15 Bearing Steel