軸承外圈斷面磁痕缺陷的常見因素

　　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的一些問題能有所了解。

　　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，可見軸承外圈端面上有大量細(xì)小坑狀缺陷密集分布，形貌見圖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，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，形貌見圖3。

　　2、軸承表面常見的一些缺陷

　　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裂，而且金屬內(nèi)部成分偏析較嚴(yán)重的區(qū)域，晶界也開始融化，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因素

　　1) 軸承外圈端面磁痕常見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常見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)。