Page 72 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202311015

GCr15 钢轴承套圈内表面开裂原因

刘月云, 杨 娥, 周 杨, 彭先锦

( 大冶特殊钢有限公司 高品质特殊钢 湖北省重点实验室, 黄石 435001 )
摘 要: 某 GCr15钢轴承套圈经机加工后, 发现其套圈内表面发生开裂。采用宏观观察、 化学成
分分析、 扫描电镜及能谱分析等方法对开裂套圈进行分析。结果表明: 在生产套圈过程中, 穿孔顶
头发生破碎, 产生的异物颗粒嵌入基体, 破坏了基体的连续性, 最终导致套圈内表面发生开裂。
关键词: GCr15钢; 轴承套圈; 开裂; 穿孔顶头; 异物颗粒

中图分类号: TG115.2 ; TB31 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 11-0056-03

Causeofcrackin g ontheinnersurfaceofGCr15steelbearin g rin g

LIUYue y un , YANGE , ZHOUYan g PENGXian j in
,

( Hubei Ke yLaborator y , Hi g hQualit yS p ecialSteel , Da y eS p ecialSteelCo. , Ltd. , Huan g shi435001 , China )

Abstract : CrackswerefoundontheinnersurfaceofaGCr15steelbearin g rin g aftermachinin g .Macrosco p ic

observation , chemicalcom p ositionanal y sis , scannin gelectronmicrosco py andener gy s p ectrumanal y siswereused

toanal y zethecrackedrin g s.Theresultsshowthatdurin g thep roductionp rocessoftherin g , thep iercin gp lu g s

brokeandforei g np articlesembeddedinthematrix , disru p tin g thecontinuit yofthematrixandultimatel y ledto

crackin g ontheinnersurfaceoftherin g .

Ke y words : GCr15steel ; bearin g rin g ; crackin g ; p iercin gp lu g ; forei g np article
轴承的作用是在使用过程中支撑机械旋转体。 1 理化检验
在周期负荷的作用下, 轴承接触外表面, 易发生疲劳
剥落等问题。此外, 在运行过程中, 轴承的套圈、 滚 1.1 宏观观察
动体和维持架之间除发生滚动摩擦外, 还会发生滑 开裂套圈的宏观形貌如图 1 所示。由图 1 可
动摩擦, 导致轴承零件磨损。因此, 轴承钢必须具有 知: 套圈内表面的裂纹大多沿套圈轴向分布, 且裂纹
很好的耐磨性。 GCr15 轴承钢是一种合金含量较 的宽度和长度均不一致。
少、 性能良好、 应用广泛的高碳铬轴承钢 [ 1 ] 。该钢经
过淬火、 回火处理后, 具有较高的硬度、 良好的耐磨
性、 优异的抗接触疲劳性能。

某公司生产轴承套圈的工艺为: 电弧炉冶炼→
精炼→真空处理→连铸→热轧成圆棒→下料段→加
热→穿孔→球化退火( 保护气氛) →冷拔→下料→机
械加工。机械加工后, 发现部分轴承套圈内表面发
生开裂现象, 为查明套圈内表面开裂原因, 笔者采用
图1 开裂套圈的宏观形貌
一系列理化检验方法对其进行分析, 以避免该类问
1.2 化学成分分析
题再次发生。
在开裂套圈上取样, 对试样进行化学成分分析,
结果如表1所示。由表1可知: 开裂套圈的化学成
收稿日期: 2022-12-07
分满 足 GB / T18254 — 2016 《 高 碳 铬 轴 承 钢》 对
作者简介: 刘月云( 1985- ), 男, 本科, 主要从事轴承钢技术研发
GCr15轴承钢的要求。
工作, liu y ue y un@citicsteel.com
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