轴承外圈在测振过程中发现裂纹

dkw06030141

  各位老师好！
  本人刚毕业从事轴承行业，有许多问题发现与理论很难结合，第一次发帖，希望以后能向各位老师多学习探讨。
  下面是一个我们单位的失效分析案例。轴承在测振过程中发现外圈开裂，垂直断口切开做金相（4%硝酸酒精），发现次表层脱碳。
  下面是我的几个疑问：
   1）脱碳那么明显应该是热处理前产生的，那到底是锻造的原因，还是原材料的原因。因为锻造和钢材轧制过程极为相似，如何确定是原材料有裂纹导致锻造开裂，还是锻造自身产生的？
   2）图1 可以看到脱碳不是从表面到心部的，为什么脱碳是夹在中间的？
   3）图2 图3的组织是什么，是材料原本的组织，还是断口覆盖了东西？
   4）图4 这条裂纹为什么脱碳只到一半，后半部分是淬火裂纹吗，但形貌看着又不像。
   5）图5 这种针状的组织是什么，怎么产生的？
由于我们这边凭经验判断的师傅是有，但是理论和实践结合的解释都很欠缺，现在满脑子都是疑惑，希望各位老师不吝赐教！万分感谢！

dkw06030141

开裂部分

断口打开1

断口打开2

图1 50倍

图2 50倍

图3 500倍

图4 50倍

图5 500倍

小~啊傻

dkw06030141 发表于 2014-12-6 11:23

                               
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看过资料了  起步好高啊 试样做的很好 新人能做到这样真不容易 很多的老人也不见得能做出这样的效果 不是恭维 是事实

进入正题：
个人推测：这个首先排除了材料表面缺陷；然后考虑锻造毛刺或者有折叠，在球化退火时会发生氧化，在后续的车加工中没有将此脱碳全部车掉，在不同应力的作用下有了延伸的裂纹；最后在淬火过程中，因炉内的碳势较高，高过材料碳含量，固在裂纹的两次看到的有复碳现象。
找到裂纹源 重点关注一下 多视角看看
表层的白色组织相信您自己知道是什么组织 只不过没下判断罢了

有不同意见 欢迎随时拍拍

wangqinghua196

dkw06030141 发表于 2014-12-6 11:23

                               
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刚刚到家，准备吃中午饭呢， 大致看了一下，建议在条件许可的情况下，做一下宏观低倍腐蚀，找一下材料的白点，参考《结构钢低倍组织缺陷评级图》(GB/T 1979-2001),这样就能区别是原材料还是锻造了。
等这个实验结果更好判定了。
其他内容小~啊傻已经回答的全面了。

dkw06030141

wangqinghua196 发表于 2014-12-6 16:02

                               
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刚刚到家，准备吃中午饭呢， 大致看了一下，建议在条件许可的情况下，做一下宏观低倍腐蚀，找一下材 ...

好的，可以做的，谢谢老师指点！

fengyonghe

关于裂纹夹在中间前面已经说了。从氧化情况看裂纹产生于锻造，若是原材料裂纹经过锻造加热会产生扩散氧化过程，但未发现氧的扩散现象。从照片看氧化过程速度快，时间短。这就出现了你说的问题，一是裂纹内部因没有时间使氧扩散进去所以没有氧化，二是形成了图2、3的氧化铁皮。不是折叠，否则在裂纹内部到裂纹尖端都会出现氧化物。图5的组织是贝氏体转变，它有一定的碳含量但淬透性处于贝氏体转变区。断口图片看到许多白色颗粒，你再仔细看看，是不是白点。若是白点，就是引起断裂的内部因素，原材料就该报废了。供参考。

MYG

这种缺陷，不是白点引起的----------------------------

西渡高速钢

    断口宏观图片已经清晰表明，断口主要分三次而成，最大面积区的瓷状断口为第三次最终断裂，第二断面上覆盖或覆着大量的氧化物或污物，第一次断面区域最小，在边缘角落。
    从轴承制造工艺大致流程，一般为原材料，锻造（包含锻后热处理，一般球化退火），半精加工，热处理（淬火+低温回火），精加工及使用。
    如此，可以确定是锻造不当，形成锻造折叠缺陷，半精加工后，遗留部分缺陷在表面，在热处理过程得到一次较大发展，但未全部开裂，材料闭合性较好，裂纹隐蔽性高而未被发现，再在最后试验中承载一定负荷是表现为脆断。

dkw06030141

西渡高速钢 发表于 2014-12-8 13:19

                               
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断口宏观图片已经清晰表明，断口主要分三次而成，最大面积区的瓷状断口为第三次最终断裂，第二断面上覆 ...

老师分析的透彻，确实拿到手的时候没有全裂开，是我在拆轴承的时候弄断的（装配好的真的好难拆）。老师您的意思是最大面积的瓷状断口是我最后敲的时候弄断的是吗？还有就是能不能麻烦老师指一下三个区的区域位置，裂纹源在断口的哪里（第一断裂区哪里）？不大会看断口，望老师指点，不胜感谢！

dkw06030141

MYG 发表于 2014-12-7 23:15

                               
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这种缺陷，不是白点引起的----------------------------

感谢老师，百忙之中抽空关注我的问题！

dkw06030141

fengyonghe 发表于 2014-12-7 16:19

                               
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关于裂纹夹在中间前面已经说了。从氧化情况看裂纹产生于锻造，若是原材料裂纹经过锻造加热会产生扩散氧化过 ...

   您基本上回答了我所有的疑问，真是非常感谢。
   您说的如果是锻造折叠，整个裂纹都会有氧化物，我的理解是折叠时材料表面被卷入内部，由于材料表面覆盖氧化铁皮，所以卷入后整个裂纹都是氧化物，是这样解释吗？
   还有，您说“若是原材料裂纹经过锻造加热会产生扩散氧化过程，但未发现氧的扩散现象。”氧的扩散现象（扩散氧化）是怎么样的？能有图片显示一下吗？因为我们这边原材料问题和还是锻造问题经常成为争论的焦点。

西渡高速钢

dkw06030141 发表于 2014-12-8 15:45

                               
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老师分析的透彻，确实拿到手的时候没有全裂开，是我在拆轴承的时候弄断的（装配好的真的好难拆）。老师 ...

请在体式显微镜下认真观察图中红圈的边缘部位断口形貌与其它部位断口形貌有何区别。我重点怀疑此处为原始缺陷部位（主要可能是锻造折叠缺陷），需要用心观察，有条件电镜下观察拍照，比对各个断面区域的差别，之后，再在此处用心取金相试样，因区域小，再次提醒，要仔细用心磨样，别把证据磨消失了！估计有折叠金相的证据。

                               
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dkw06030141

西渡高速钢 发表于 2014-12-9 12:48

                               
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请在体式显微镜下认真观察图中红圈的边缘部位断口形貌与其它部位断口形貌有何区别。我重点怀疑此处为原 ...

好的，谢谢老师指点，我会重点观察一下那里！

nbhyl

此裂纹锻造缺陷的可能性较大，因为氧化如此严重。裂纹源估计在内径上，对断口做一下电镜扫。如果原材料问题，在内径上产生折叠是不可能的。

dkw06030141

nbhyl 发表于 2014-12-11 21:00

                               
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此裂纹锻造缺陷的可能性较大，因为氧化如此严重。裂纹源估计在内径上，对断口做一下电镜扫。如果原材料问题 ...

感谢您的建议，不过我们这边没有扫描电镜，直接制做内径的金相不知道能不能看到

小~啊傻

nbhyl 发表于 2014-12-11 21:00
此裂纹锻造缺陷的可能性较大，因为氧化如此严重。裂纹源估计在内径上，对断口做一下电镜扫。如果原材料问题 ...

世事没有绝对的   ~~~~~~~~~~~~~~

司马虫虫

小~啊傻 发表于 2014-12-16 13:10
世事没有绝对的   ~~~~~~~~~~~~~~

哟呵，玲姐？你还在呢？

小~啊傻

司马虫虫 发表于 2014-12-16 16:37
哟呵，玲姐？你还在呢？

还在恩  几年了 没什么变化 接触的东西也就那么一点  现在各个公司的经营都应该是多种多样的 我们还是很单一

gaoxiwen

氧化的位置也算是表面了，

大大猫

您好，您这个样是这样镶嵌的吗？