国外某航空发动机轴承组织及渗氮层深分析

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2026.02.016

金属热处理 ›› 2026, Vol. 51 ›› Issue (2): 101-104.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2026.02.016

国外某航空发动机轴承组织及渗氮层深分析

王奕迪^1,2, 赵志坡¹, 李殿中¹

1.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心, 辽宁沈阳 110016;
2.中国科学技术大学材料科学与工程学院, 辽宁沈阳 110016

收稿日期:2025-09-21 修回日期:2025-12-15 发布日期:2026-03-05
通讯作者: 赵志坡,助理研究员,博士,E-mail:zpzhao@imr.ac.cn
作者简介:王奕迪(1996—),男,博士研究生,主要研究方向为轴承钢,E-mail:ydwang22b@imr.ac.cn。
基金资助:
国家自然科学基金重点项目(52031013);辽宁省应用基础研究计划(2025JH2/101300031)

Analysis of microstructure and nitrided layer depth for a foreign aeroengine bearing

Wang Yidi^1,2, Zhao Zhipo¹, Li Dianzhong¹

1. Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang Liaoning 110016, China;
2. School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Shenyang Liaoning 110016, China

Received:2025-09-21 Revised:2025-12-15 Published:2026-03-05

摘要/Abstract

摘要： 对国外某航空发动机轴承内圈的化学成分、组织及渗氮层深度进行了检测。研究发现,该轴承材料为M50NiL钢,表面经过渗氮处理,硬度法检测发现滚道面以下硬化层深度约为310 μm。表面渗氮层组织为隐针马氏体+大量纳米级析出相,心部组织为粗大马氏体+少量析出相。析出相分为两种结构,VN型氮化物和M₆C型碳化物。

关键词: 航空发动机轴承, 组织, 析出相, 渗氮层深

Abstract: Chemical composition, microstructure and nitrided layer depth of inner ring of a foreign aeroengine bearing were tested. The investigation finds that the bearing material is M50NiL steel, and the surface is treated by nitriding. The hardness tests show that the depth of the hardened layer under the raceway surface is about 310 μm. The microstructure of nitrided layer is composed of cryptocrystalline martensite and many nano-scale precipitates. The microstructure of core is coarse martensite, with a small number of precipitates. The precipitates are divided into two structures: VN type nitrides and M₆C type carbides.

Key words: aeroengine bearing, microstructure, precipitates, nitrided layer depth

中图分类号:

TG161

王奕迪, 赵志坡, 李殿中. 国外某航空发动机轴承组织及渗氮层深分析[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 101-104.

Wang Yidi, Zhao Zhipo, Li Dianzhong. Analysis of microstructure and nitrided layer depth for a foreign aeroengine bearing[J]. Heat Treatment of Metals, 2026, 51(2): 101-104.

参考文献

[1] 刘振侠, 朱泽韬, 姜乐, 等. 航空发动机主轴轴承高效润滑冷却技术研究进展[J]. 航空工程进展, 2024, 15(6): 86-96.
Liu Zhenxia, Zhu Zetao, Jiang Le, et al. Research progress on high-efficiency lubrication and cooling technology for aircraft engine main spindle bearings[J]. Advances in Aeronautical Science and Engineering, 2024, 15(6): 86-96.
[2] Bhadeshia H K D H. Steels for bearings[J]. Progress in Materials Science, 2012, 57(2): 268-435.
[3] 朱祖昌, 杨弋涛. 第一、二、三代轴承钢及其热处理技术的研究进展(二)[J]. 热处理技术与装备, 2019, 40(1): 67-72.
[4] Fu W, Wang W, Lu Y, et al. The origin of microstructural alterations in M50 bearing steel undergoing rolling contact fatigue[J]. International Journal of Fatigue, 2023, 175: 107807.
[5] 刘祎, 程爽, 杜海涛, 等. 碳氮共渗M50NiL钢的磨削变质层微观组织和力学性能研究[J]. 航空制造技术, 2024, 67(9): 78-82, 88.
Liu Yi, Cheng Shuang, Du Haitao, et al. Research of microstructure and mechanical property of grinding modificative layer of carbonitriding M50NiL steel[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2024, 67(9): 78-82, 88.
[6] Li S, Liang Y, Yu J, et al. The high-cycle fatigue behavior of carburized M50NiL steel with high-energy modification and compound infiltration: A comparative study[J]. Surface and Coatings Technology, 2022, 451: 129009.
[7] 杨曦, 兰箭, 黄海. 加热温度及保温时间对M50NiL钢奥氏体晶粒尺寸的影响[J]. 金属热处理, 2018, 43(12): 105-109.
Yang Xi, Lan Jian, Huang Hai. Effects of heating temperature and holding time on austenite grain size of M50NiL steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2018, 43(12): 105-109.
[8] 吝欢, 王凯, 杨卯生, 等. M50NiL轴承钢渗层碳化物特征与滑动磨损行为的研究[J]. 钢铁研究学报, 2022, 34(7): 701-712.
Lin Huan, Wang Kai, Yang Maosheng, et al. Research on carbide characteristics and sliding wear behavior of carburized layer of M50NiL bearing steel[J]. Journal of Iron and Steel Research, 2022, 34(7): 701-712.
[9] 杨雨松, 王斌. 航空轴承钢M50NiL真空低压渗碳热处理工艺研究[J]. 轧钢, 2020, 37(5): 35-38, 46.
Yang Yusong, Wang Bin. Investigation on vacuum low-pressure carburizing heat treatment process of bearing steel M50NiL for aviation engine[J]. Steel Rolling, 2020, 37(5): 35-38, 46.
[10] Ioannides E, Harris T A. A new fatigue life model for rolling bearings[J]. Journal of Tribology, 1985, 107(3): 367-377.
[11] Li D, Wang P, Chen X Q, et al. Low-oxygen rare earth steels[J]. Nature Materials, 2022, 21(10): 1137-1143.
[12] Yang C, Liu P, Luan Y, et al. Study on transverse-longitudinal fatigue properties and their effective-inclusion-size mechanism of hot rolled bearing steel with rare earth addition[J]. International Journal of Fatigue, 2019, 128: 105193.
[13] 何金, 杨彬, 王迎春, 等. 深冷时间对低碳高合金马氏体钢组织性能的影响[J]. 兵工学报, 2025, 46(6): 160-166.
He Jin, Yang Bin, Wang Yingchun, et al. Effect of cryogenic treatment time on microstructure and mechanical properties of a low-carbon high-alloy martensite steel[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(6): 160-166.
[14] 肖杨. M50NiL钢等离子体渗氮层组织结构与性能[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2019.

[1]	孙逸舟, 林鹏, 崔晓磊, 韩业翔, 魏秋. AZ31镁合金管材低温旋压及退火后径向梯度组织与力学性能[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 10-15.
[2]	王洋, 韩佳兴, 罗威豪, 程序, 刘栋. 复合制造TC25G钛合金构件的组织与力学性能[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 16-22.
[3]	赵亮, 王琳琳, 王平, 王旻, 马颖澈. 热暴露对IN939高温合金组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 23-32.
[4]	蒋明浩, 陈峙, 郭嘉. 7A09铝合金的超低温力学性能[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 67-72.
[5]	林路宇, 肖俊, 林柏新, 邱思语, 傅彦青, 常海林, 赵爱民. 大直径冷滚压预应力螺纹钢筋的显微组织与力学性能[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 89-96.
[6]	闫敬明, 张骏, 周宁, 张建伟, 杨占君. P92钢管弯头组织差异原因分析[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 96-100.
[7]	陈濛潇, 成卓, 钟勇. N含量对超高强双相钢DP980组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 112-117.
[8]	皮智敏, 黄宏锋, 柳明, 汝志强, 邱明, 韩昶, 李恩邦. Sc、Zr复合添加对Al-Mg-Si合金时效析出及力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 126-135.
[9]	杜丽萍, 赵吉庆, 龚志华, 杨钢. Cu对15Cr超级马氏体不锈钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 136-144.
[10]	侯翔益, 杨国涛, 王冲, 段然, 廉心桐, 黄烁. 均匀化处理对GH4706合金析出相回溶行为的影响[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 163-168.
[11]	许文兵, 周海安, 冯以盛, 张云山, 赵而团. 基于不同热处理工艺的弹簧钢性能及其板簧寿命预测[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 183-188.
[12]	侯晓辉, 闫俊伟, 帅美荣, 王建梅, 李保平, 苗建军. 二十辊轧机用Cr8钢冷轧辊的热处理工艺及合金化成分优化[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 204-210.
[13]	王朝峰, 金丹, 刘存波, 姜少宁, 林江海, 王海强, 刘代平, 田从丰. 工程机械用高强耐磨钢35MnB的热处理工艺优化[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 218-224.
[14]	张春, 李颂勋, 王曦, 徐飞越, 陈文轩. 回火温度对预变形QP980钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 238-244.
[15]	王长波, 李欢欢, 保先恒, 王建泽, 惠洋, 马金元. 退火温度对新型铁素体不锈钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2026, 51(2): 245-250.

国外某航空发动机轴承组织及渗氮层深分析

Analysis of microstructure and nitrided layer depth for a foreign aeroengine bearing

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价