第一作者：张群莉
通信作者：姚建华
第一作者单位：浙江工业大学
DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2025.07.011
基金项目：国家重点研发计划（2023YFB4603400）；浙江省“尖兵”攻关计划（2023C01064，2024SJCZX0040）；浙江省高层次人才特殊支持计划（2023R5210）
关键词：激光固态相变；GCr15 轴承钢；滚动接触疲劳性能；损伤机理
背景与意义
轴承是现代机械工程和设备中至关重要的组成部分，它在航空、汽车、高速列车等行业中发挥着重要作用。高速列车轴承的服役条件较特殊，工作时需要承受极高的转速和相应的离心力，运行过程中会受到冲击、腐蚀及高温的作用。高速列车轴承长期受到周期交变应力的作用，其疲劳损伤成为其最常见的损伤形式，通常发生在轴承的滚动体与滚道之间。该损伤形式主要因为重复的应力作用，材料逐渐疲劳，最终形成微小裂纹，这些裂纹随着时间的推移而扩大，导致轴承失效。为了提升高速列车轴承的使用寿命，需对其表面进行强化处理。目前，轴承强化处理以传统炉内热处理为主，该种方式难以同时保障表面的高硬度和心部的高韧性，且其能源消耗较大。激光表面处理技术具有传统方法不可比拟的优势，可获得比常规炉内热处理、感应热处理更高的硬度，进一步提高其表面性能，同时不会改变心部韧性，故成为高速列车轴承表面性能提升的有效途径。GCr15 轴承钢是高速列车轴承常用的材料，其淬透性强，采用常规激光淬火技术形成的硬化层深度一般在1 mm以内，难以满足 GCr15 高速列车轴承深层强化的需求。本文采用深层激光固态相变技术对GCr15 轴承钢进行表面强化处理，以期提高GCr15轴承钢的表面硬度和强化层深度。通过控制工艺参数得到不同深度的强化层，并采用线接触圆盘式滚动接触疲劳测试装置进行疲劳实验，研究其疲劳损伤机理，探讨强化层深度对滚动接触疲劳性能的影响，拟为GCr15 轴承钢的表面强化提供参考。
