軸承表面接觸疲勞失效分析

時(shí)間：2013-04-20 13:36:33 來源：作者：

672744軸承圈滾道在工作八個(gè)月后出現(xiàn)麻點(diǎn)，并有裂痕。軸承材質(zhì)為GCr15，經(jīng)淬火、回火處理。

在軸向試樣的近麻點(diǎn)處，可看到表層下方有平行表面的長(zhǎng)裂縫，內(nèi)有小塊狀物，并有垂直表面的短裂縫與平行長(zhǎng)裂縫相連，使這部分金屬開始分離，如圖1所示。在部分區(qū)域可看到金屬沿滾動(dòng)方向剝離的形貌，在原表面留下一個(gè)比較平直的凹坑，如圖2所示。

試樣經(jīng)浸蝕后可看到基體組織為隱晶狀馬氏體、顆粒狀碳化物和少量殘余奧氏體，無明顯冶金缺陷，如圖3所示。同時(shí)可看到裂紋沿晶擴(kuò)展，裂紋兩側(cè)無脫碳現(xiàn)象。失效軸承滾道的洛氏硬度為：55.0、56.0、55.0HRC。

麻點(diǎn)剝落是接觸疲勞失效的一種常見形式。當(dāng)表面受到很高的接觸應(yīng)力時(shí)，同時(shí)在摩擦力的作用下，表面受反復(fù)拉應(yīng)力而產(chǎn)生疲勞開裂，裂紋沿一銳角方向向內(nèi)擴(kuò)展，最后發(fā)生小塊金屬剝落而形成麻點(diǎn)。通常麻點(diǎn)剝落主要發(fā)生在硬度偏低的接觸表面。該失效軸承硬度偏低是產(chǎn)生接觸疲勞的主要原因。

圖1 OMI 320×

圖2 OMI 32×

圖1：說明：拋光態(tài)下麻點(diǎn)部位剖面金相形態(tài)，裂紋由表面向內(nèi)，沿次表面擴(kuò)展。

圖2：說明：拋光態(tài)下，為麻點(diǎn)剝落區(qū)剖面金相，一裂紋由表面沿一銳角向內(nèi)擴(kuò)展部。

圖3 OMI 500×

說明：經(jīng)4%硝酸酒精浸蝕后可見軸承的基體組織：隱針狀馬氏體和細(xì)小碳化物顆粒以及少量殘余奧氏體。硬度偏低，僅55～56HRC。

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