残余脱碳层对轴承钢滚动接触疲劳失效机制的影响

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【作  者】 夏卓凡 吴迪 张晓晨
【刊  名】 失效分析与预防
【出版日期】2025-2-10
【期  号】2025年 第1期
【作者单位】
1. 中国科学院金属研究所 核材料与安全评价重点实验室；
2. 中国科学技术大学 材料科学与工程学院；
3. 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心；
4. 腐蚀科学与技术创新研究院；
5. 中国科学院金属研究所 分析测试中心
【关键词】 脱碳层 轴承钢 滚动接触疲劳 表面裂纹 近表层裂纹
【参考文献格式】
夏卓凡，吴迪，张晓晨，等. 残余脱碳层对轴承钢滚动接触疲劳失效机制的影响[J]. 失效分析与预防，2025，20(1)：33-38.
【摘 要】相比于回火马氏体基体,残余脱碳层硬度偏低,由于其比例较低,对于样品整体力学性能的影响有限,且金相组织与表面机加白层相近,很难被识别出,导致研究学者对这种少量残留的表面脱碳层的忽略.本文采用球盘式滚动接触疲劳试验机模拟推力轴承进行实验,模拟推力轴承服役环境,研究表面残余脱碳层对轴承钢滚动接触疲劳失效机制的影响.结果表明:表面少量残留的脱碳层不仅会降低轴承钢的RCF寿命,还导致疲劳寿命的离散性显著增加.轴承钢的主要失效机制为服役过程中脱碳层中萌生的近表层裂纹与表面磨痕诱导的表面裂纹同时存在加速滚动接触疲劳失效过程,导致样品滚动接触疲劳寿命的降低和离散性的大幅增大.