作者：楊(yáng)永(yǒng)鋒　王(wáng)鵬飛

摘(zhāi)　要：軸承(chéng)在熱裝後空冷，發現内圈開裂(liè)。為此，對(duì)開裂的(de)軸承(chéng)内圈進行(háng)了化學成(chéng)分分(fèn)析和金相(xiàng)檢驗(yàn)，以揭示内(nèi)圈開裂的原(yuán)因。結果表明(míng)，該軸(zhóu)承内(nèi)圈的化學成分(fèn)和低倍組織(zhī)均(jun1)合格，但有(yǒu)不良(liáng)組織托(tuō)氏(shì)體存在，降(jiàng)低(dī)了内圈的強度，導緻其(qí)開裂(liè)。

關鍵詞 ：軸(zhóu)承；開裂；托(tuō)氏體(tǐ) 

在工業(yè)齒輪箱(xiāng)運行(háng)過程(chéng)中，軸(zhóu)承是機械運轉(zhuǎn)中非常重要的(de)部件之一。作為(wéi)承載和(hé)轉(zhuǎn)動的(de)零部(bù)件，軸承損(sǔn)壞導(dǎo)緻其(qí)他相(xiàng)關部件連(lián)鎖(suǒ)損(sǔn)壞造成的(de)損失(shī)非常驚人。為此(cǐ)，軸承失(shī)效(xiào)分析及相關預防措(cuò)施就顯得非常(cháng)重要。

1　理化檢驗(yàn)

1.1 宏觀檢測(cè) 

太原重型(xíng)機(jī)械(xiè)集團齒(chǐ)輪傳動分公司外購(gòu)的兩套(tào)軸承經(jīng)熱(rè)裝後自然冷(lěng)卻(què)，第二(èr)天發現(xiàn)開裂。該套(tào)開(kāi)裂軸承内(nèi)圈尺寸(cùn)為(wéi)260ｍｍｘ480ｍｍｘ130ｍｍ（見(jiàn)圖(tú)1），開裂部位(wèi)為軸(zhóu)承内圈，裂紋垂直于(yú)周向，已完(wán)全斷開，如圖2所示。切割将軸承(chéng)内斷口剖(pōu)開，可(kě)以看到(dào)斷面平(píng)齊，裂(liè)紋始(shǐ)于一側端面(miàn)，屬典型(xíng)過應力脆(cuì)斷，如圖3所(suǒ)示[1]。軸承内(nèi)圈縱向試(shì)片酸浸試(shì)驗(yàn)未發現(xiàn)其他缺陷(xiàn)，可知(zhī)軸承(chéng)内圈低倍(bèi)組織合格(gé)，如圖(tú)4所示[2]。

1.2 化學成分(fèn)分析(xī)

将斷(duàn)裂軸承内(nèi)圈進(jìn)行化(huà)學成分(fèn)分析，結(jié)果如圖表(biǎo)1所示(shì)。從表(biǎo)1可(kě)知，該軸(zhóu)承材(cái)料(liào)符合軸(zhóu)承鋼材質要求(qiú)。

1.3 硬度(dù)測試

将斷(duàn)裂軸(zhóu)承内(nèi)圈進(jìn)行硬(yìng)度測試，結(jié)果如(rú)表2所示。從(cóng)表2試驗結果可(kě)知，該斷裂軸承(chéng)内圈硬度(dù)合格(gé)。

1.4顯微組(zǔ)織觀察 

對斷(duàn)裂軸承内(nèi)圈裂紋處取樣(yàng)進行(háng)顯(xiǎn)微組(zǔ)織觀察，結果如表(biǎo)3和圖(tú)5、圖6所(suǒ)示。從(cóng)檢測結果可知(zhī)，軸(zhóu)承内圈純淨(jìng)度合格(gé)，碳化物(wù)合格，但顯微組(zǔ)織中出托(tuō)氏體(tǐ)，屬淬火欠熱組(zǔ)織[3]。

2　分析和(hé)讨論(lùn) 

軸與軸承内(nèi)圈(quān)采用熱(rè)裝(zhuāng)基孔(kǒng)制過盈配合。通(tōng)常重載産品均(jun1)要求有較大的(de)過盈(yíng)量，以(yǐ)防(fáng)工(gōng)作中打滑(huá)，但當(dāng)過盈量過大時會直(zhí)接導緻過應力脆斷(duàn)。過盈(yíng)量過(guò)大的原因(yīn)為軸承内(nèi)圈孔(kǒng)加工(gōng)尺(chǐ)寸偏小(xiǎo)或軸(zhóu)偏大。另外(wài)，安裝(zhuāng)定位後，如(rú)果兩(liǎng)者同軸(zhóu)度偏差(chà)較大，也會(huì)内圈端(duān)面直接(jiē)加大(dà)事實上的(de)過盈量(liàng)，引(yǐn)起過(guò)應力脆斷。

軸承内圈材料(liào)組織(zhī)出現托氏體，屬(shǔ)淬火欠熱(rè)形成(chéng)的缺(quē)陷組織。雖(suī)然宏觀硬度值合格(gé)，但托(tuō)氏體(tǐ)微觀硬(yìng)度(dù)低于回火馬氏(shì)體， 直(zhí)接形成微觀軟(ruǎn)點，降(jiàng)低(dī)了材料的力學(xué)性(xìng)能，尤(yóu)其後期(qī)使用過(guò)程中(zhōng)耐接(jiē)觸疲勞性差，易引起(qǐ)早期點蝕。此外(wài)，托氏(shì)體組織對(duì)材料斷裂(liè)強度有一(yī)定影響，在(zài)熱裝後也(yě)有可能對(duì)開(kāi)裂産生一定的促(cù)進作用。

3　結論 

通過對(duì)軸承内(nèi)圈斷口(kǒu)度(dù)進(jìn)行宏觀檢(jiǎn)測、顯微組織觀(guān)察、化學成分分析、硬度測(cè)試等方法(fǎ)，對斷裂軸承開裂原因進行分(fèn)析，發現斷(duàn)裂軸承内(nèi)圈材質合格(gé)，純淨度合格(gé)，緻密度、均(jun1)勻性良好。軸承(chéng)内圈開裂屬熱(rè)裝後(hòu)過(guò)應力脆斷，原因為(wéi)過盈配合(hé)形成的應(yīng)力過大所緻。過應力(lì)來源可能(néng)為過盈量(liàng)過大、安裝(zhuāng)同軸度偏(piān)差大。此外(wài)，材料(liào)中拖(tuō)氏(shì)體組織(zhī)對軸承的斷裂強度(dù)有一定影響，在(zài)熱裝後也(yě)有可能對開裂(liè)産(chǎn)生一定(dìng)的促(cù)進作用。

參考(kǎo)文(wén)獻

［1］中國機(jī)械工(gōng)程學(xué)會(huì)熱處理(lǐ)學會．熱處理手(shǒu)冊：第４卷(juàn)［m］.北京：機(jī)械工業出版，2008．

［2］王(wáng)廣生．金屬(shǔ)熱處(chù)理缺陷分析及(jí)案例(lì)［m］.北 京：機械(xiè)工業(yè)出版(bǎn)，2007．  

［3］成大(dà)先． 機械設計(jì)基(jī)礎 ：第(dì) 1卷(juàn) ［ Ｍ ］. 4版(bǎn)．北京(jīng)：化學工業(yè)出版(bǎn) 社，2002.

來源：熱(rè)處理(lǐ)

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