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　　超声波喷丸强化 (USP) 是一种表面工程技术，用于在制造过程中增强部件的机械性能。M50钢是航空轴承常用的材料之一。在这项研究中，高强度M50 轴承钢的表面纳米化是在室温下通过 USP技术进行的。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。

　　航空发动机的严苛服役工况需要主轴轴承满足极高的寿命可靠性和高温尺寸稳定性。高温轴承钢(中国代表牌号8Cr4Mo4V，美国代表牌号M50)是目前应用最为广泛的航发轴承钢，具有良好的高温硬度、高温尺寸稳定性以及高温接触疲劳性能，使其能够较好满足315 ℃以下服役的主轴轴承工作要求。航空轴承失效模式统计分布表明，滚动接触疲劳是目前国产航空发动机轴承最主要的失效形式。大量的试验结果表明，M50轴承钢材料中60-70%的疲劳剥落起源于次表层分布的大尺寸碳化物。由于轴承钢滚动接触疲劳失效主要发生在轴承钢的表面和次表面，因此相对于通过凝固技术和热处理技术控制最终组织及碳化物不均匀性而言，通过表面处理技术改善轴承钢表面组织及状态对于提高轴承钢滚动接触疲劳寿命同样具有重要意义。