作(zuò)者：楊永鋒　王鵬飛

摘　要：軸承在熱裝(zhuāng)後空冷，發現内圈開裂。為此，對開裂的軸承(chéng)内圈進行了化學成分分(fèn)析(xī)和金相(xiàng)檢驗，以揭(jiē)示内圈開裂的原(yuán)因。結果表明(míng)，該軸(zhóu)承内圈的化學成分和低倍組織均合格，但有不良組(zǔ)織托(tuō)氏體存在，降低了内圈的強(qiáng)度，導(dǎo)緻其開裂。

關鍵(jiàn)詞 ：軸承；開裂(liè)；托(tuō)氏體 

在工業齒輪箱運行過程中，軸承是機械運轉中非常重要的部件(jiàn)之一。作為承載和轉(zhuǎn)動的(de)零部件(jiàn)，軸承損壞導緻其他相(xiàng)關部(bù)件連鎖損壞造成的(de)損失非(fēi)常驚人。為此，軸承失效分析及相(xiàng)關(guān)預(yù)防措施就顯得非常重要。

1　理化(huà)檢驗

1.1 宏觀檢測 

太原重型機械集團齒輪(lún)傳動分公司外購的兩套軸承(chéng)經熱(rè)裝後自然冷卻，第二天發現開裂。該(gāi)套開裂軸承内圈尺寸為260ｍｍｘ480ｍｍｘ130ｍｍ（見圖1），開裂(liè)部位為軸承内圈，裂紋垂直(zhí)于周向，已完全斷開，如(rú)圖2所示。切割将軸承内斷口剖(pōu)開，可以(yǐ)看到斷面平齊，裂紋始(shǐ)于一(yī)側端面(miàn)，屬典型過應力脆斷，如圖3所示[1]。軸(zhóu)承(chéng)内圈縱向試片酸浸試(shì)驗未發現其他缺陷，可知軸承内圈低倍組織合格，如圖4所示[2]。

1.2 化學(xué)成分分析

将斷裂軸承内圈進行化(huà)學成分分析，結果如圖表1所示。從表1可知，該軸承材料符合軸(zhóu)承(chéng)鋼材質(zhì)要求。

1.3 硬度測試

将斷裂軸承内圈進行(háng)硬度測試，結果如表2所示。從表2試驗結果可知，該斷裂軸承内圈硬度合格。

1.4顯微組織觀察(chá) 

對斷(duàn)裂軸承内圈裂紋處取樣進行顯微組織觀察，結果(guǒ)如表3和圖5、圖6所示。從檢測結果(guǒ)可知，軸承内圈純淨(jìng)度合格，碳化物(wù)合格，但顯微組織中出托氏體，屬淬(cuì)火欠熱組(zǔ)織[3]。

2　分析和(hé)讨論 

軸與軸承内圈采用熱裝基孔制過盈配合。通常(cháng)重載産品均要求有較大的過盈量，以(yǐ)防工作中打滑，但當過盈(yíng)量過大時會直(zhí)接導緻過應力脆斷。過盈量過大的原因為軸承内圈(quān)孔加工(gōng)尺寸偏小或軸偏大(dà)。另外，安裝定位(wèi)後，如果兩者同軸度偏差較大(dà)，也會内圈端面直接加大事實上的過盈量，引起過應力(lì)脆(cuì)斷。

軸承内圈材料組織出現托氏(shì)體，屬淬火欠熱形成(chéng)的缺陷組織。雖然宏觀硬度值合格，但托氏體微觀硬(yìng)度低于回火馬氏體， 直接形成微觀軟點，降低了材料的力學性能，尤其後期使用過程中(zhōng)耐接觸疲勞性差，易引起早期點(diǎn)蝕。此外，托(tuō)氏(shì)體組(zǔ)織對材料斷裂強度(dù)有一定影響，在熱裝後也有可(kě)能對開裂産生一定的促進作用(yòng)。

3　結論 

通過對軸承内圈斷口度進行宏觀檢測、顯微組織觀察、化學成(chéng)分分析、硬度測試等方法，對(duì)斷裂軸承開裂原(yuán)因進行分析，發現斷裂軸承内圈材質合(hé)格，純淨度合格，緻密度、均勻(yún)性(xìng)良好。軸承(chéng)内圈開裂(liè)屬熱裝後過應力脆斷，原因為過盈配合形成的應力過大所緻。過應力來源可能為過盈量過大、安裝同軸度偏差大。此外(wài)，材料中拖氏體組織(zhī)對軸承的斷裂強(qiáng)度有一定影響，在熱裝後也有可能對開裂産生一定(dìng)的促(cù)進作用。

參考文獻

［1］中國機(jī)械工程學(xué)會熱處理學會．熱處理手冊：第４卷［M］.北京：機械工業出版，2008．

［2］王廣生．金屬(shǔ)熱處理缺陷分(fèn)析(xī)及案例［M］.北 京：機械工業出版，2007．  

［3］成大先． 機械設計基礎 ：第 1卷 ［ Ｍ ］. 4版．北京：化學工業出版(bǎn) 社，2002.

來(lái)源(yuán)：熱處理

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