軸承外圈斷面磁痕缺陷的常見(jiàn)因素

　　金屬熱加工過(guò)程中比較容易出缺陷，如鍛造加工中，鍛造過(guò)熱產(chǎn)生的空洞、微裂紋很可能會(huì )成為軸承接觸疲勞失效的疲勞源。下面舉一個(gè)鐵路上某個(gè)軸承外圈斷面磁痕的列子，希望大家滴軸承鍛造加工常見(jiàn)的一些問(wèn)題能有所了解。

　　1、軸承外圈斷面磁痕狀況

　　1）外觀(guān)檢查軸承外圈斷面磁痕狀況

　　此鐵路上某個(gè)軸承外圈磁痕位于套圈端面上，呈短線(xiàn)狀或點(diǎn)狀沿圓周方向密集分布，分布區域約為1/3圓周，形貌見(jiàn)圖1。

　　2）顯微觀(guān)察軸承外圈斷面磁痕狀況

　　制取軸承外圈端面磁痕處金相試樣，將試樣輕微磨拋后放大鏡下觀(guān)察，可見(jiàn)軸承外圈端面上有大量細小坑狀缺陷密集分布，形貌見(jiàn)圖2。該缺陷在燈光照射下發(fā)亮，是由于其底部或側壁反光所致。由圖2可見(jiàn)，坑狀缺陷大小不一，但大致可看出其形態(tài)分布方向為沿圓周方向。

　　顯微鏡下觀(guān)察，可見(jiàn)細小缺陷為孔洞，孔洞呈條形，內部未發(fā)現有夾雜物，長(cháng)度約為0.3 mm，有一定深度，形貌見(jiàn)圖3。

　　2、軸承表面常見(jiàn)的一些缺陷

　　在軸承生產(chǎn)過(guò)程中，軸承表面出現類(lèi)似坑狀缺陷，有以下幾種可能： 機械傷、腐蝕坑、鍛造過(guò)燒孔洞露頭以及原材料缺陷等。其中，機械傷是由于零件表面受到撞擊或磕碰產(chǎn)生的痕跡，腐蝕坑是由于零件表面接觸到腐蝕介質(zhì)導致表面產(chǎn)生坑狀腐蝕痕跡，這兩種缺陷從產(chǎn)生機理上決定了其不會(huì )出現在零件內部。而原材料缺陷為冶金缺陷，其在最終成品零件上的分布相對來(lái)說(shuō)是無(wú)規律的；鍛造過(guò)燒孔洞為熱加工缺陷，其分布于組織內部偏析嚴重部位。這兩種缺陷不會(huì )僅分布于零件表面。

　　3、軸承加工過(guò)程

　　眾所周知，軸承加工過(guò)程中，軸承鋼只經(jīng)歷三個(gè)較高溫度( 800 ℃以上) 的加工過(guò)程： 熱軋成型、鍛造成形和熱處理貝氏體淬火過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)，在三個(gè)加熱過(guò)程中，熱處理淬火加熱溫度要低于鍛造溫度和熱軋成型溫度。而磁痕軸承套圈的組織評級合格，證明熱處理過(guò)程沒(méi)有出現過(guò)熱狀況，故軸承套圈內孔洞的產(chǎn)生應不是在熱處理過(guò)程中產(chǎn)生。

　　鍛造過(guò)燒會(huì )導致軸承鋼晶粒長(cháng)大，嚴重時(shí)不僅表面金屬晶界被氧化開(kāi)裂，而且金屬內部成分偏析較嚴重的區域，晶界也開(kāi)始融化，形成尖角狀孔洞。如果軸承鋼鍛造過(guò)燒導致成品套圈組織內產(chǎn)生孔洞，也分為有兩種情況：

　　1) 在工藝規定溫度范圍內，套圈上局部組織嚴重偏析導致局部過(guò)燒；

　　2) 鍛造溫度過(guò)高導致整個(gè)套圈晶粒長(cháng)大，晶界開(kāi)始融化，組織內產(chǎn)生孔洞。

　　以上兩種情況，孔洞所在區域晶粒長(cháng)大是不可避免的，故而鍛造過(guò)燒區域斷口觀(guān)察時(shí)一般都呈現閃閃發(fā)光的晶粒棱面，稱(chēng)石狀斷口。

　　而砸制的磁痕套圈斷口觀(guān)察，斷口整體呈細瓷狀，說(shuō)明金屬晶粒并沒(méi)有明顯的長(cháng)大現象；通過(guò)掃描觀(guān)察，斷口面上有孔洞缺陷。該狀況同鍛造過(guò)燒典型斷口狀態(tài)存在差異，且金相檢測發(fā)現孔洞大多分布于碳化物帶上，這使得套圈組織內孔洞是在鍛造過(guò)程產(chǎn)生的情況存疑。

　　4、此次軸承外圈斷面磁痕的原因

　　經(jīng)過(guò)分析，得知此次軸承套圈孔洞在棒料中就已經(jīng)出現了，經(jīng)鋼材供貨廠(chǎng)分析得知，鋼錠開(kāi)坯軋制時(shí)溫度過(guò)高導致鋼材組織偏析部位低熔點(diǎn)物質(zhì)融化，產(chǎn)生局部過(guò)燒，是產(chǎn)生顯微孔隙的一個(gè)根本原因。由于細小孔洞分布于碳化物聚集位置，說(shuō)明碳化物帶上的低熔點(diǎn)物質(zhì)首先融化并產(chǎn)生空隙，形成孔洞。綜合以上分析，該套圈端面磁痕的產(chǎn)生與原材料顯微孔隙有關(guān)。

　　5、軸承外圈斷面磁痕缺陷的常見(jiàn)因素

　　1) 軸承外圈端面磁痕常見(jiàn)因素之一是由于原材料顯微孔隙和碳化物呈帶狀聚集分布所致。

　　2) 軸承外圈端面磁痕常見(jiàn)常見(jiàn)因素之二顯微孔洞產(chǎn)生的原因與軸承鋼熱軋過(guò)程有關(guān)。