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軸承常見缺陷的磁粉探傷和失效分析

發布時間:2021年8月26日上午9:00

軸承零件在制造過程中,要經過鍛造、碾擴、沖孔、車削、磨削、熱處理等多道工序,可能出現各種缺陷。常見缺陷如下:

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,形狀不規則,易出現在零件表面。

最好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。

將缺陷截面制成金相試樣在顯微鏡下觀察,缺陷尾部圓鈍,兩側光滑,有明顯氧化現象,如圖2所示,缺陷內未發現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尖角;而且,金屬內部成分偏析較嚴重的區域,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,缺陷處會在此產生撕裂,形成更大的缺陷。鍛造嚴重過燒的表面形態如桔子皮,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。

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,部分區域已出現晶界氧化現象,孔洞形貌見。另沿缺陷孔洞處砸制斷口后觀察斷口面,可見斷口呈石狀斷口,其上分布大量孔洞及微細裂紋。

2 、淬火裂紋

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

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、樹枝狀或網狀,起始部位較寬,隨延伸方向逐漸變細。

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,其內未發現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所示。

3、磨削缺陷

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

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、樹枝狀或網狀,起始部位較寬,隨延伸方向逐漸變細。

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,其內未發現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。

4、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、有網狀和粗大顆粒。

磨削缺陷的磁痕一般呈網狀、輻射狀、平行線狀或龜裂狀,磁痕細而尖,輪廓較清晰,出現數量多,通常與磨削方向垂直,如所示。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,其內未見材料夾雜、氧化皮等異物分布,形貌。



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