【摘　要】在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，軸承套圈有嚴(yán)重的內(nèi)部缺陷。缺陷呈不規(guī)則的內(nèi)部孔洞（有的呈裂紋狀、Z嚴(yán)重的呈渣狀）。經(jīng)超聲波探傷，缺陷分布于套圈的一個(gè)滾道，上且未布滿圓周。人工破斷后，未發(fā)現(xiàn)任何夾雜。從缺陷分布形態(tài)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(jīng)分析，確認(rèn)是由于局部過燒，溫度控制不當(dāng)過熱過燒造成的。
　　【關(guān)鍵詞】軸承套圈；內(nèi)部缺陷；分析
　　1、引言
　　為了保證軸承的質(zhì)量，我公司采用對(duì)存在缺陷部分軸承進(jìn)行采樣定性，進(jìn)行缺陷點(diǎn)試樣化學(xué)分析的方法，對(duì)軸承套圈進(jìn)行成分分析。主要選擇了光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡這些檢測(cè)分析的手段，對(duì)GCr15SiMn鋼軸承套圈內(nèi)部存在缺陷原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，根據(jù)分析結(jié)果顯示：導(dǎo)致引起套圈內(nèi)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(nèi)部存在碳化物偏析并且碳化物呈網(wǎng)狀分布在材料內(nèi)部，導(dǎo)致材料的脆性明顯增大。在淬火的過程中，因?yàn)榇嬖跓釕?yīng)力以及相變應(yīng)力的作用，使得軸承套圈出現(xiàn)內(nèi)壁存在黑點(diǎn)、孔洞缺陷，嚴(yán)重時(shí)在磨削工序的外力作用下會(huì)產(chǎn)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(fā)現(xiàn)的孔洞、裂紋、擦傷、結(jié)疤或者夾渣等現(xiàn)象，還包括采用低濃度酸洗來檢查，所發(fā)現(xiàn)的縮孔、氣泡、過燒、疏松、表面脫碳等現(xiàn)象，不同種類的軸承用鋼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些缺陷有著嚴(yán)格的規(guī)定。

　　微觀缺陷主要包括在使用光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行的放大檢驗(yàn)，軸承套圈中存在多種非金屬夾雜物以及碳化物，同時(shí)也包括帶狀的退火組織，這些組織呈現(xiàn)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(yán)格控制缺陷的發(fā)生，盡可能避免出現(xiàn)，是各類軸承鋼加工技術(shù)的重要研究方向。

　　3、化學(xué)成分分析
　　選用機(jī)械加壓的方法使套圈沿小孔斷開，首先對(duì)斷口內(nèi)材質(zhì)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(qū)的擴(kuò)展區(qū)、壓斷區(qū)的孔洞試樣。然后對(duì)試樣用酒精進(jìn)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(jìn)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(cè)面作為試樣的端面，經(jīng)過機(jī)械磨拋以后采用濃度為4%硝酸酒精進(jìn)行溶液浸蝕，侵泡10分鐘后放在光學(xué)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(xué)分析方法分析試樣的化學(xué)成分。沿裂紋的垂直剖面（金相面）經(jīng)機(jī)械磨拋后測(cè)其成分，將試樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，見表1。

　　掃描電鏡分析夾雜物，在遠(yuǎn)離缺陷的基體也存在撕開的小孔洞，沿晶熔化的孔洞現(xiàn)象；孔洞和過熱過燒缺陷吻合，說明孔洞是對(duì)方溫度控制不當(dāng)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(yàn)結(jié)果與分析
　　從以上檢驗(yàn)結(jié)果來看，對(duì)孔洞附近氧化的成分進(jìn)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(duì)方溫度控制不當(dāng)過熱過燒造成的。

　　由上述檢測(cè)分析的結(jié)果可以得出，GCr15SiMn鋼軸承套圈的化學(xué)成分符標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)細(xì)小均勻特征，沒有發(fā)現(xiàn)有明顯的非金屬夾雜物等缺陷，并且碳化物的顆粒以及細(xì)隱針馬氏體非常細(xì)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(wǎng)狀碳化物，并且及碳化物組織存在嚴(yán)重偏析現(xiàn)象，這些現(xiàn)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(dǎo)致了碳化物組織的嚴(yán)重偏析現(xiàn)象；
　　（2）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(wǎng)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(dāng)過熱過燒造成的。
　　5、結(jié)束語
　　為此，建議對(duì)GCr15SiMn鋼軸承套圈降低始鍛溫度，鍛前進(jìn)行涼鋼2-5分鐘；將加熱溫度降低10-20攝氏度，嚴(yán)格控制終鍛溫度在800℃一850℃之間；采用分散鍛件以及加強(qiáng)通風(fēng)等手段加快冷卻速率。通過這種預(yù)防措施來提高成品率。

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