軸承常見缺陷的磁粉探傷和失效分析

1、鍛造缺陷

鍛造折疊

由于切料不齊、毛刺、飛邊等原因，容易在表面形成折疊，其特點是折疊較粗大，形狀不規(guī)則，易出現(xiàn)在零件表面。

采用熒光磁粉進行探傷，使缺陷顯示更為清晰、直觀。

鍛造折疊的磁痕一般與表面成一定角度的線狀、溝狀及魚鱗片狀，如圖1所示。

 將缺陷截面制成金相試樣在顯微鏡下觀察，缺陷尾部圓鈍，兩側(cè)光滑，有明顯氧化現(xiàn)象，如圖2所示，缺陷內(nèi)未發(fā)現(xiàn)材料夾雜物等異物分布。

冷酸腐蝕金相試樣后觀察，缺陷部位及其兩側(cè)有嚴重的脫碳及氧化；

觀察缺陷分層處的表面形貌，其塑性變形痕跡較明顯，無撕裂狀斷口形貌。

經(jīng)過顯微硬度檢測及金相觀察，缺陷分層處表面存在不同程度的滲碳硬化現(xiàn)象。

綜上分析，表明該缺陷應在熱處理淬火之前就已存在，并且與外界相通，判定缺陷為鍛造折疊。

鍛造過燒

鍛造加熱溫度過高，保溫時間過長產(chǎn)生過熱，嚴重時晶界氧化甚至熔化。

微觀觀察不僅表面層金屬晶界被氧化開裂呈現(xiàn)尖角；而且，金屬內(nèi)部成分偏析較嚴重的區(qū)域，晶界也開始熔化，嚴重時也會形成尖角狀洞穴。

過燒的材料在這種缺陷狀態(tài)下進行鍛造加工，受到重錘的鍛打、沖孔及碾擴，缺陷處會在此產(chǎn)生撕裂，形成更大的缺陷。

鍛造嚴重過燒的表面形態(tài)如桔子皮，上面分布有細小的裂縫和很厚的氧化皮。

宜采用熒光磁粉進行探傷，使缺陷顯示更為清晰。

麻點孔洞為鍛造過燒缺陷所致，如圖3所示。

 沿缺陷截面制取金相試樣在顯微鏡下觀察，可見孔洞在表面及次表面均有分布，局部呈尖角狀，大小不一，深不見底，邊緣有細小裂紋分布，部分區(qū)域已出現(xiàn)晶界氧化現(xiàn)象，孔洞形貌。

2 、淬火裂紋、磨削缺陷

在淬火過程中，當淬火溫度過高或冷卻速度太快，內(nèi)應力大于材料的斷裂強度時，就會出現(xiàn)淬火裂紋。

宜采用熒光磁粉探傷來提高靈敏度和可靠性。

淬火缺陷磁痕一般呈斜線形、圓弧形、樹枝狀或網(wǎng)狀，起始部位較寬，隨延伸方向逐漸變細，如圖5所示。

(圖5 淬火裂紋)

基本沿圓周方向分布，尾部尖細。

切取裂紋處制成金相試樣后觀察，可見裂紋很深，基本垂直于外表面，其內(nèi)未發(fā)現(xiàn)材料夾雜等異物分布。

沿裂紋處砸制斷口后觀察，斷口為脆性斷口，斷口面有明顯回火色，如圖6，7所示。

(圖6 淬火裂紋處斷口形貌)

(圖7 淬火裂紋處斷口形貌)

3、原材料缺陷

軸承零件在磨削加工中，由于砂輪進給量太大、砂輪軸跳動、切削液供給不充分及砂輪磨粒鈍等，均易使零件產(chǎn)生磨削裂紋。

另外，熱處理時淬火溫度過高而造成零件的組織過熱、晶粒粗大，殘余奧氏體量較多、有網(wǎng)狀和粗大顆粒。

磨削缺陷的磁痕一般呈網(wǎng)狀、輻射狀、平行線狀或龜裂狀，磁痕細而尖，輪廓較清晰，出現(xiàn)數(shù)量多，通常與磨削方向垂直，如圖8所示。

(圖8 原材料裂紋)

磁痕多集中分布在中間部位，沿圓周方向，呈長線狀或樹枝狀，局部有分叉，磁痕收斂。

制取裂紋截面金相試樣后觀察，裂紋較細，垂直于表面，其內(nèi)未見材料夾雜、氧化皮等異物分布，形貌如圖9所示。

(圖9 原材料裂紋處夾雜物形貌)