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，呈短線狀或點(diǎn)狀沿圓周方向密集分布，分布區(qū)域約為1/3圓周，形貌見(jiàn)圖1。

　　2）顯微觀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察，可見(jiàn)軸承外圈端面上有大量細(xì)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(cè)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?yàn)檠貓A周方向。

　　顯微鏡下觀察，可見(jiàn)細(xì)小缺陷為孔洞，孔洞呈條形，內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)有夾雜物，長(zhǎng)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(xiàn)類似坑狀缺陷，有以下幾種可能： 機(jī)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(jī)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(dǎo)致表面產(chǎn)生坑狀腐蝕痕跡，這兩種缺陷從產(chǎn)生機(jī)理上決定了其不會(huì)出現(xiàn)在零件內(nèi)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(duì)來(lái)說(shuō)是無(wú)規(guī)律的；鍛造過(guò)燒孔洞為熱加工缺陷，其分布于組織內(nèi)部偏析嚴(yán)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(píng)級(jí)合格，證明熱處理過(guò)程沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)熱狀況，故軸承套圈內(nèi)孔洞的產(chǎn)生應(yīng)不是在熱處理過(guò)程中產(chǎn)生。

　　鍛造過(guò)燒會(huì)導(dǎo)致軸承鋼晶粒長(zhǎng)大，嚴(yán)重時(shí)不僅表面金屬晶界被氧化開(kāi)裂，而且金屬內(nèi)部成分偏析較嚴(yán)重的區(qū)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(dǎo)致成品套圈組織內(nèi)產(chǎn)生孔洞，也分為有兩種情況：

　　1) 在工藝規(guī)定溫度范圍內(nèi)，套圈上局部組織嚴(yán)重偏析導(dǎo)致局部過(guò)燒；

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

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

　　而砸制的磁痕套圈斷口觀察，斷口整體呈細(xì)瓷狀，說(shuō)明金屬晶粒并沒(méi)有明顯的長(zhǎng)大現(xiàn)象；通過(guò)掃描觀察，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(cè)發(fā)現(xiàn)孔洞大多分布于碳化物帶上，這使得套圈組織內(nèi)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(xiàn)了，經(jīng)鋼材供貨廠分析得知，鋼錠開(kāi)坯軋制時(shí)溫度過(guò)高導(dǎo)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(xì)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)。