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軸承外圈斷面磁痕缺陷的常見(jiàn)因素

更新時(shí)間:2021-11-25      點(diǎn)擊次數(shù):1096
  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)。
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