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渗碳钢制圆锥滚子轴承外圈开裂失效分析2020-08-15 23:21

渗碳钢制圆锥滚子轴承外圈开裂失效分析

G20CrNi2Mo渗碳钢制圆锥滚子轴承外圈,在用于过程中经常出现裂开现象。由于该轴承产量低,用于部位关键,为防止再行经常出现某种程度的裂开现象,必需找到其产生过热的原因。本文通过宏观分析、微观分析、扫描电镜的分析,就裂开的原因展开了辩论。1.外圈裂开宏观特征过热的渗碳钢制圆锥滚子轴承外圈外表面除有一条全线贯通的、且与轴线平行的裂开裂纹外,还有两条源于大裂缝的衍射粗裂纹。除两端及中部非工作区外,套圈上有两道大的磨损区,呈圆形有所不同的亮白色光泽带上。从距端面大约20mm的磨损区边缘开始产于有多条“刻度”状细小平裂纹,方向与大裂纹平行,最久的40mm左右,多数为5~10mm,如图1、图2右图。这些特征解释,全线贯通的大裂纹是由这些细小裂纹之一发展而出。

渗碳钢制圆锥滚子轴承外圈开裂失效分析

2.断口扫描电镜检查外圈完整大裂纹的断口宏观特征如图3右图,呈现出脆断特征,在外圈断口外表面“刻度”裂纹区对应的断口处能看到疲惫源特征,如图4右图。据此可辨别套圈的裂开为疲惫脆断。在扫描电镜下检查找到,疲惫源区坐落于套圈外表面的白亮带上中,如图5、图6右图,从有所不同缩放倍率的断口的组织可以看见该白亮区坐落于渗碳淬火层的表面,即附近套圈的外表面处。疲惫区域以下的渗碳淬火层裂开呈圆形解理裂开特征,如图7右图,解释疲惫裂开旋即就再次发生了重复使用的较慢脱落。套圈心部的断口的组织以韧窝居多,是由于心部为较软的板条马氏体的组织所致,如图8右图。外圈外表面上的白亮磨损区大量的细小裂开在扫描电镜下的细节如图9右图,可以显现出这些细小裂开都平行于全线贯通的主裂开,与外圈表面上的磨损方向几乎横向。在与小裂开平行方向做成的金相试样的磨损区展开显微镜硬度对比测试找到,磨损区以下大约0.1mm深度的横截面上的硬度值比渗碳淬火层的硬度低(闻图10),这解释套圈外表面上的磨损区产生了硬化现象,磨损硬化层硬度为923HV、941HV,渗碳淬火层硬度为730HV、719HV。