【摘　要】在生产中发现，轴承套圈有严重的内部缺陷。缺陷呈不规则的内部孔洞（有的呈裂纹状、Z严重的呈渣状）。经超声波探伤，缺陷分布于套圈的一个滚道，上且未布满圆周。人工破断后，未发现任何夹杂。从缺陷分布形态上看，也排除了由材料的中心疏松及一般疏松所致的可能。经分析，确认是由于局部过烧，温度控制不当过热过烧造成的。
　　【关键词】轴承套圈；内部缺陷；分析
　　1、引言
　　为了保证轴承的质量，我公司采用对存在缺陷部分轴承进行采样定性，进行缺陷点试样化学分析的方法，对轴承套圈进行成分分析。主要选择了光学显微镜和扫描电镜这些检测分析的手段，对GCr15SiMn钢轴承套圈内部存在缺陷原因进行了详细分析，根据分析结果显示：导致引起套圈内部缺陷的主要原因是锻造过程始锻和终锻的温度偏高，致使套圈组织内部存在碳化物偏析并且碳化物呈网状分布在材料内部，导致材料的脆性明显增大。在淬火的过程中，因为存在热应力以及相变应力的作用，使得轴承套圈出现内壁存在黑点、孔洞缺陷，严重时在磨削工序的外力作用下会产生裂纹。
　　2、轴承套圈缺陷类型
　　轴承套圈的宏观缺陷主要是通过观察轴承套圈表面能够发现的孔洞、裂纹、擦伤、结疤或者夹渣等现象，还包括采用低浓度酸洗来检查，所发现的缩孔、气泡、过烧、疏松、表面脱碳等现象，不同种类的轴承用钢标准对这些缺陷有着严格的规定。

　　微观缺陷主要包括在使用光学显微镜下进行的放大检验，轴承套圈中存在多种非金属夹杂物以及碳化物，同时也包括带状的退火组织，这些组织呈现出不均匀的特性，这些缺陷都影响了轴承套圈的纯洁度以及均匀性，严格控制缺陷的发生，尽可能避免出现，是各类轴承钢加工技术的重要研究方向。

　　3、化学成分分析
　　选用机械加压的方法使套圈沿小孔断开，首先对断口内材质形貌用肉眼来观察，然后用线切割在试样的断口处切取一块，这样的试样是含有孔洞源区的扩展区、压断区的孔洞试样。然后对试样用酒精进行清洗，清洗干净后放在丙酮中，再用超声波清洗20分钟后取出进行干燥处理，之后采用扫描电镜来观察原来孔洞的形貌。在垂直于孔洞源截面方向的侧面作为试样的端面，经过机械磨抛以后采用浓度为4%硝酸酒精进行溶液浸蚀，侵泡10分钟后放在光学显微镜观察试样的显微组织，并采用附带扫描电镜的能谱仪和化学分析方法分析试样的化学成分。沿裂纹的垂直剖面（金相面）经机械磨抛后测其成分，将试样进行化学成分分析，见表1。

　　扫描电镜分析夹杂物，在远离缺陷的基体也存在撕开的小孔洞，沿晶熔化的孔洞现象；孔洞和过热过烧缺陷吻合，说明孔洞是对方温度控制不当过热过烧造成的。如图1、2所示。

图1 撕开的小孔洞（腐蚀后）

图2 扫描电镜图片

　　4、试验结果与分析
　　从以上检验结果来看，对孔洞附近氧化的成分进行扫描电镜分析，孔洞附近存在氧化，主要是氧化铁，没有非金属夹杂物，孔洞和过热过烧缺陷吻合，说明孔洞是对方温度控制不当过热过烧造成的。

　　由上述检测分析的结果可以得出，GCr15SiMn钢轴承套圈的化学成分符标准合要求，硬度符合要求，孔洞附近存在氧化，主要是氧化铁，没有非金属夹杂物，孔洞和过热过烧缺陷吻合，这说明裂纹是在淬火以后形成的，而不是之前形成的。由孔洞形貌可以看出，晶粒呈现细小均匀特征，没有发现有明显的非金属夹杂物等缺陷，并且碳化物的颗粒以及细隐针马氏体非常细小，但是从孔洞处形貌中从穿晶带到显微组织中存在半封闭的粗大网状碳化物，并且及碳化物组织存在严重偏析现象，这些现象都说明引起套圈孔洞的主要原因是：
　　（1）钢材在加工过程中，碳化物破碎不彻底，导致了碳化物组织的严重偏析现象；
　　（2）由于终锻温度偏高，特别是终锻温度偏高后，在缓慢冷却的过程中，沿着晶界析出了比较粗大的半封闭的碳化物，并且呈网状物分布。
　　（3）孔洞和过热过烧缺陷吻合，说明孔洞是温度控制不当过热过烧造成的。
　　5、结束语
　　为此，建议对GCr15SiMn钢轴承套圈降低始锻温度，锻前进行凉钢2-5分钟；将加热温度降低10-20摄氏度，严格控制终锻温度在800℃一850℃之间；采用分散锻件以及加强通风等手段加快冷却速率。通过这种预防措施来提高成品率。

　　参考文献
　　[1]邹龙江.GCrl5SiMn钢轴承套圈开裂原因分析[J].北京：机械工程材料，2008（5）：27-33
　　[2]戚正风.金属热处理[M].北京：机械出版社，2004：102-105
　　[3]杨阳，蒋先刚.基于图像分析的滚动轴承表面缺陷识别技术研究[J].华东交通大学学报2008，25（6）：41-46.