KHM518445 軸承套圈斷裂分析

■ 孫欽賀

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我公司提供給客戶的KHM518445淬火件，經客戶雙端面磨削加工后，發現有一件套圈發生斷裂，如圖 1所示。裂紋外觀：裂紋筆直，具有高應力斷裂特征。大端面倒角處明顯的破損（箭頭所致）。

我們對客戶反饋的KHM518445斷裂套圈進行了分析。該批軸承套圈的生產工藝流程為：棒料中頻感應加熱→下料→鍛造成形→球化退火→車削→淬回火→磨削雙端面。

鍛造采用感應加熱，溫度1050～1100℃；車削：數控車床成形加工；淬火加熱在保護氣氛網帶式淬火加熱爐中進行。工藝為加熱溫度Ⅰ區825℃、Ⅱ區835℃、Ⅲ區835℃、Ⅳ區830℃，加熱時間64min，淬火冷卻介質為等溫光亮淬火油，油溫98℃。油淬后用80℃左右熱水清洗，9～12℃冷水二次冷卻，然后170℃×6h回火后進行拋光處理。再經磨削加工。

圖 1

1.檢驗方法和結果

（1）材料分析 依據GB/T18254—2016標準，對化學成分進行檢測，結果如表1所示，可見化學成分符合《GB/T18254—2016高碳鉻軸承鋼》標準的要求。

非金屬夾雜物、碳化物不均勻性檢查，結果如表2、表3所示，可見套圈中的非金屬夾雜物、碳化物不均勻性符合GB/T18254—2016標準的要求。

表1 KHM518445的化學成分（質量分數） （%）

表2 非金屬夾雜物 （級）

表3 碳化物不均勻性 （級）

（2）斷口分析 斷口圖片如圖2所示。斷口斷裂面有一個起裂點，其位置在大端面外倒角處（圖2中箭頭所指）。端面分兩個區域：滾道側，斷面平坦（占70%以上截面積），有裂紋擴展輝紋，呈脆性快速擴展特征；內徑側，斷面起伏較大，呈撕裂和扭轉斷裂特征。三級別圖進行評定為3級，屬合格金相顯微組織。由此可見，套圈淬回火質量符合《JB/T1255—2014高碳鉻鋼制軸承零件熱處理技術條件》標準的要求。

圖 3

圖 2

（3）淬回火質量分析 對斷裂套圈用線切割試樣，如圖3所示，對試樣進行硬度（見表4）、金相顯微組織分析。由表4可見，硬度符合客戶要求。

圖4為試樣縱斷面金相顯微組織由隱晶馬氏體、細小結晶馬氏體、細小而均勻分布的殘留碳化物和少量的殘留奧氏體組成，按《JB/T1255—2014高碳鉻軸承零件熱處理技術條件》標準第

圖4 1000×

2.分析與討論

（1）KHM518445軸承套圈淬火件材料化學成分、非金屬夾雜以及碳化物不均勻性均符合GB/T18254—2016高碳鉻軸承鋼標準的要求。

表4 試樣硬度測試 （HRC）

（2）KHM518445軸承套圈淬火件硬度符合客戶圖樣規定的要求、金相顯微組織符合《JB/T1255—2014高碳鉻鋼制軸承零件熱處理技術條件》標準的要求。

（3）推斷樣品是因大端面外倒角處在磨削雙端面前，有明顯的磕碰傷，由磕碰傷產生的微裂紋向套圈內部延伸成為裂紋源。在磨削雙端面過程中，在較高磨削力作用下，裂紋進一步擴展，最后導致套圈斷裂。

3.結語

KHM518445軸承套圈斷裂是由磨削前在熱處理過程中產生的較嚴重的磕碰傷造成的。建議采取如下措施：熱處理生產線冷卻、清洗、回火爐接料口加墊耐熱橡皮，防止下落過程中產生磕碰傷。拋光方式改為掛拋，拋光完成后，用手輕輕拿進箱子里。檢驗過程中輕拿輕放。清洗涂油完畢，再疊放在箱子里。