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轴承过早失效分析
作者:广州依纳  发表时间:2013-03-04  点击:87
       由于种种复杂的原因,诸如结构不合理,材料质量差,性能低,工作表面上的缺陷,冲击,振动,安装不当和润滑不良等,均能造成轴承早期失效。然而,在某些情况下,有的轴承根本就未投入使用(运行),只是用户在装机过程中原先的完整面貌即遭破损,失去了使用性,造成轴承过早失效。1.宏观观察  经仔细观察实物可知:  (1内圈的崩裂起始于滚道中心的一侧,约占端面直径的1/2或1/4。    (2在所有破损的轴承上未见到因装机敲击而留下的击伤痕迹,钢球、保持架等零件完整无损。  (3整个崩裂的外形高低不平,但断口表 光滑平整。没有塑性变形迹象,仅有少量撕裂痕。  (4断口呈灰色细晶粒瓷状脆性断口。  (5断口处存在伸入内径面的二次纵向直裂纹,裂纹形似刀切,穿透壁面。2.试验  分别将崩裂内圈与完整内圈用1:1的盐酸水溶液进行热酸洗,温度为60~70℃,时间10min(1二次纵向直裂纹与崩裂断口及磨削裂纹大致呈“T”形垂直。(2崩裂处附近的滚道内存在条带状磨削烧伤与磨削裂纹。(3整个套圈表面分布着疏松状黑色暗点和孔隙,其外形呈圆形或椭圆形。在放大40倍的体视显微镜下观察,其外形呈不规则的空洞或圆形针孔,它们相互可以连接成似晶界形状,而完整的套圈表面则颇为光洁,看不到上述的缺陷。(4削裂纹呈树枝状,沿滚道一侧分布,并与磨削方向平行,崩裂正好沿磨削裂纹发展。  3.宏观硬度与显微组织  为了进一步了解套圈的硬度分布情况和淬回火显微组织及表层的显微组织特征,选择部分崩裂的内圈及其碎块,在其端面上侧定宏观硬度,并用线切割法在崩裂处附近截取纵向金相试样,结果为:   (1在100倍下观察,马氏体基体呈明显的黑白条带状组织,若按YB9-59标准则可评定为4级  (2回火组织符合JB1255标准的3~4级,局部区域达5级,为细小结晶马氏体+隐晶马氏体十细小针状马氏体+少量残余碳化物+残余奥氏体。 (3宏观硬度值为64~65.2HRC。      (5)轴承装机时的振动和胀力正是为崩裂提供了“天然的”外力作用与时间,致使促发套圈突然发生脆性崩裂掉块。  结论:(1可以认为6205轴承过早失效是材料的冶金缺陷、热处理缺陷和磨削裂纹等因素的综合作用的结果,而微观组织的不均匀性(截面组织差异)与表面局部拉应力是崩裂的根本原因。(2套圈被道在强烈的磨削热和冷却液的作用下,表面薄层瞬时形成二次悴火磨削白层,产生较高的磨削拉应力,引起磨削裂纹与磨削烧伤。(3圈所用材料的均匀性与致密度较差是造成套圈崩裂的先天性因素。 (4套圈回火不充分,致使马氏体基体仍保持高硬度脆性,较高的残余应力,以及微观组织的不均匀性,极易促使应力叠加并诱发磨削裂纹和磨削烧伤。
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