轴承常见缺陷的磁粉探伤和失效分析

锻造折叠

由于切料不齐、毛刺、飞边等原因，容易在表面形成折叠，其特点是折叠较粗大，形状不规则，易出现在零件表面。

最好采用荧光磁粉进行探伤，使缺陷显示更为清晰、直观。锻造折叠的磁痕一般与表面成一定角度的线状、沟状及鱼鳞片状，如图1所示。

将缺陷截面制成金相试样在显微镜下观察，缺陷尾部圆钝，两侧光滑，有明显氧化现象，如图2所示，缺陷内未发现材料夹杂物等异物分布。冷酸腐蚀金相试样后观察，缺陷部位及其两侧有严重的脱碳及氧化；观察缺陷分层处的表面形貌，其塑性变形痕迹较明显，无撕裂状断口形貌。经过显微硬度检测及金相观察，缺陷分层处表面存在不同程度的渗碳硬化现象。综上分析，表明该缺陷应在热处理淬火之前就已存在，并且与外界相通，判定缺陷为锻造折叠。

图1 锻造折叠

图2 缺陷截面金相形貌图

锻造过烧

锻造加热温度过高，保温时间过长产生过热，严重时晶界氧化甚至熔化。微观观察不仅表面层金属晶界被氧化开裂呈现尖角；而且，金属内部成分偏析较严重的区域，晶界也开始熔化，严重时也会形成尖角状洞穴。过烧的材料在这种缺陷状态下进行锻造加工，受到重锤的锻打、冲孔及碾扩，缺陷处会在此产生撕裂，形成更大的缺陷。锻造严重过烧的表面形态如桔子皮，上面分布有细小的裂缝和很厚的氧化皮。

宜采用荧光磁粉进行探伤，使缺陷显示更为清晰。麻点孔洞为锻造过烧缺陷所致，如图3所示。

沿缺陷截面制取金相试样在显微镜下观察，可见孔洞在表面及次表面均有分布，局部呈尖角状，大小不一，深不见底，边缘有细小裂纹分布，部分区域已出现晶界氧化现象，孔洞形貌见图4。另沿缺陷孔洞处砸制断口后观察断口面，可见断口呈石状断口，其上分布大量孔洞及微细裂纹。

图3  锻造过烧

图4  缺陷截面孔洞金相形貌

在淬火过程中，当淬火温度过高或冷却速度太快，内应力大于材料的断裂强度时，就会出现淬火裂纹。

宜采用荧光磁粉探伤来提高灵敏度和可靠性。淬火缺陷磁痕一般呈斜线形、圆弧形、树枝状或网状，起始部位较宽，随延伸方向逐渐变细，如图5所示。

基本沿圆周方向分布，尾部尖细。切取裂纹处制成金相试样后观察，可见裂纹很深，基本垂直于外表面，其内未发现材料夹杂等异物分布。沿裂纹处砸制断口后观察，断口为脆性断口，断口面有明显回火色，如图6所示。

图5  淬火裂纹

图6 淬火裂纹处断口形貌