M50NiL钢渗碳层晶粒细化技术：亚微米晶区(SMCR)对疲劳性能的协同强化机制研究

本研究创新性地通过延长渗碳时间，利用第二相粒子(PSN)钉扎效应和再结晶机制，在M50NiL钢渗碳层成功构建亚微米晶区(SMCR)。该区域通过高角度亚晶界限制马氏体尺寸、促进碳化物弥散析出，使疲劳极限提升50MPa，为航空轴承/齿轮材料性能优化提供新思路。

　　

Highlight

通过上述方法在渗碳层制备的亚微米晶区(SMCR)与非亚微米晶区(NSMCR)存在明显界面（图2b）。SMCR由再结晶晶粒和大量亚晶组成（图2c），其中再结晶由晶界M₇C₃碳化物的PSN机制触发，而亚晶则源于晶内纳米碳化物对位错的钉扎作用。

Effect of sub-grains on SMCR martensite

图14揭示了亚晶对马氏体的影响机制。由于渗碳层高碳含量，淬火后组织为残余奥氏体(RA)，马氏体在后续深冷和回火过程中形成。图14(a)显示马氏体横穿亚晶界，图14(b)亚晶界附近高分辨图像显示两侧马氏体的FFT衍射花样（图14c-d）。

Conclusion

1. 1.

   延长渗碳时间成功制备SMCR，其细晶结构通过高角度亚晶界限制马氏体板条扩展，形成更细小的马氏体和弥散碳化物。同时SMCR的{110}_马氏体织构强度更低，有利于降低择优取向引发的疲劳开裂风险。

（注：根据要求省略文献引用标识[ ]及图注Fig.，专业术语保留英文缩写并规范使用_/^标签）