【摘　要】在生產中發現，軸承套圈有嚴重的內部缺陷。缺陷呈不規則的內部孔洞（有的呈裂紋狀、Z嚴重的呈渣狀）。經超聲波探傷，缺陷分布于套圈的一個滾道，上且未布滿圓周。人工破斷后，未發現任何夾雜。從缺陷分布形態上看，也排除了由材料的中心疏松及一般疏松所致的可能。經分析，確認是由于局部過燒，溫度控制不當過熱過燒造成的。
　　【關鍵詞】軸承套圈；內部缺陷；分析
　　1、引言
　　為了保證軸承的質量，我公司采用對存在缺陷部分軸承進行采樣定性，進行缺陷點試樣化學分析的方法，對軸承套圈進行成分分析。主要選擇了光學顯微鏡和掃描電鏡這些檢測分析的手段，對GCr15SiMn鋼軸承套圈內部存在缺陷原因進行了詳細分析，根據分析結果顯示：導致引起套圈內部缺陷的主要原因是鍛造過程始鍛和終鍛的溫度偏高，致使套圈組織內部存在碳化物偏析并且碳化物呈網狀分布在材料內部，導致材料的脆性明顯增大。在淬火的過程中，因為存在熱應力以及相變應力的作用，使得軸承套圈出現內壁存在黑點、孔洞缺陷，嚴重時在磨削工序的外力作用下會產生裂紋。
　　2、軸承套圈缺陷類型
　　軸承套圈的宏觀缺陷主要是通過觀察軸承套圈表面能夠發現的孔洞、裂紋、擦傷、結疤或者夾渣等現象，還包括采用低濃度酸洗來檢查，所發現的縮孔、氣泡、過燒、疏松、表面脫碳等現象，不同種類的軸承用鋼標準對這些缺陷有著嚴格的規定。

　　微觀缺陷主要包括在使用光學顯微鏡下進行的放大檢驗，軸承套圈中存在多種非金屬夾雜物以及碳化物，同時也包括帶狀的退火組織，這些組織呈現出不均勻的特性，這些缺陷都影響了軸承套圈的純潔度以及均勻性，嚴格控制缺陷的發生，盡可能避免出現，是各類軸承鋼加工技術的重要研究方向。

　　3、化學成分分析
　　選用機械加壓的方法使套圈沿小孔斷開，首先對斷口內材質形貌用肉眼來觀察，然后用線切割在試樣的斷口處切取一塊，這樣的試樣是含有孔洞源區的擴展區、壓斷區的孔洞試樣。然后對試樣用酒精進行清洗，清洗干凈后放在丙酮中，再用超聲波清洗20分鐘后取出進行干燥處理，之后采用掃描電鏡來觀察原來孔洞的形貌。在垂直于孔洞源截面方向的側面作為試樣的端面，經過機械磨拋以后采用濃度為4%硝酸酒精進行溶液浸蝕，侵泡10分鐘后放在光學顯微鏡觀察試樣的顯微組織，并采用附帶掃描電鏡的能譜儀和化學分析方法分析試樣的化學成分。沿裂紋的垂直剖面（金相面）經機械磨拋后測其成分，將試樣進行化學成分分析，見表1。

　　掃描電鏡分析夾雜物，在遠離缺陷的基體也存在撕開的小孔洞，沿晶熔化的孔洞現象；孔洞和過熱過燒缺陷吻合，說明孔洞是對方溫度控制不當過熱過燒造成的。如圖1、2所示。

圖1 撕開的小孔洞（腐蝕后）

圖2 掃描電鏡圖片

　　4、試驗結果與分析
　　從以上檢驗結果來看，對孔洞附近氧化的成分進行掃描電鏡分析，孔洞附近存在氧化，主要是氧化鐵，沒有非金屬夾雜物，孔洞和過熱過燒缺陷吻合，說明孔洞是對方溫度控制不當過熱過燒造成的。

　　由上述檢測分析的結果可以得出，GCr15SiMn鋼軸承套圈的化學成分符標準合要求，硬度符合要求，孔洞附近存在氧化，主要是氧化鐵，沒有非金屬夾雜物，孔洞和過熱過燒缺陷吻合，這說明裂紋是在淬火以后形成的，而不是之前形成的。由孔洞形貌可以看出，晶粒呈現細小均勻特征，沒有發現有明顯的非金屬夾雜物等缺陷，并且碳化物的顆粒以及細隱針馬氏體非常細小，但是從孔洞處形貌中從穿晶帶到顯微組織中存在半封閉的粗大網狀碳化物，并且及碳化物組織存在嚴重偏析現象，這些現象都說明引起套圈孔洞的主要原因是：
　　（1）鋼材在加工過程中，碳化物破碎不徹底，導致了碳化物組織的嚴重偏析現象；
　?。?）由于終鍛溫度偏高，特別是終鍛溫度偏高后，在緩慢冷卻的過程中，沿著晶界析出了比較粗大的半封閉的碳化物，并且呈網狀物分布。
　?。?）孔洞和過熱過燒缺陷吻合，說明孔洞是溫度控制不當過熱過燒造成的。
　　5、結束語
　　為此，建議對GCr15SiMn鋼軸承套圈降低始鍛溫度，鍛前進行涼鋼2-5分鐘；將加熱溫度降低10-20攝氏度，嚴格控制終鍛溫度在800℃一850℃之間；采用分散鍛件以及加強通風等手段加快冷卻速率。通過這種預防措施來提高成品率。

　　參考文獻
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