轴承套圈滚道表面感应淬火后，竟然发现多件有裂纹，咋办？
作者：王婵，李贵方，仵永刚，曾朝凡，赵翠翠
单位：洛阳LYC轴承有限公司
来源：《金属加工（热加工）》杂志
PART.1
序言
转盘轴承由于特殊的使用环境和要求，需要进行适当的调质工艺和滚道感应淬火工艺，来满足轴 承使用过程中所需要的强度和冲击韧度要求。某公 司生产的转盘轴承套圈经过滚道表面感应淬火后，滚道表面100%荧光磁粉检测时，发现多件有裂纹，为了避免类似的缺陷重复出现，减少不必要的经济 损失，笔者对套圈裂纹性质进行检测分析。该型号套圈材料为42CrMo钢，加工工艺流程为：下料→锻造制坯→辗扩→粗车→调质→车加工 →滚道感应淬火。
PART.2
理化检验
2.1宏观检测
2.2 化学成分分析
对套圈进行线切割取样，尺寸为 15mm × 15mm×15mm，采用直读光谱仪对套圈进行化学成分分析（见表1）。符合GB/T 3077—1999要求。
2.3 金相检验
制取套圈裂纹横向截面金相试样，使用奥林巴斯显微镜观察裂纹形貌。金相显微形貌如图4所示，
可见该裂纹与表面呈一定角度，整体深约3.6mm，呈撕裂状，两侧耦合，尾部较细，裂纹两侧有氧 化，局部有氧化皮分布。裂纹头部及尾部均未发现材料夹杂等其他异常情况。用4%（体积分数）的硝酸酒精溶液腐蚀裂纹截面处后在显微镜下观察，裂纹处金相显微形貌如图5 所示，可见裂纹两侧局部有贫碳现象。
另经检查，裂纹处无贫碳区域与套圈基体的显微组织形貌分别如图6、图7所示，裂纹处、套圈 基体显微组织无明显差异，均为回火索氏体+铁素 体。由两处的显微组织对比可以看出，裂纹处的显微组织并没有受到滚道感应淬火的影响。
2.4 硬度检验
经洛氏硬度计检测，套圈基体、裂纹两侧位置硬度结果见表2。根据检测结果，裂纹部位硬度与基体硬度无明显差异。
PART.3
分析讨论
通过对该轴承套圈的宏观检验、化学成分分析、金相检验及硬度检测结果分析，可排除滚道感应淬火 对裂纹的影响，确定该裂纹为调质淬火裂纹。由于加热保温时间充足，调质淬火裂纹产生的深度及宽度都比表面淬火裂纹略宽，且由于后续的高温回火加热，在无保护气氛下会出现明显氧化和 氧化皮，裂纹尾部出现短而粗的撕裂状形貌。调质淬火裂纹延伸多沿圆周方向，靠近端面位置居多。表面感应淬火裂纹是由于加热时间短，热影响区仅限于淬硬层区域，产生的裂纹比较浅且细小，尾部非常尖细，分布和延伸方向也与调质裂纹不同，在淬硬区呈短弧线状分布的较多，并且淬火后的低温回火 不足以在裂纹两侧产生明显氧化和贫碳。经查，产生调质淬火裂纹的原因是淬火工艺不恰当造成的，由于淬火加热温度在850～900℃，温度相对过高，再通过水剂淬火冷却介质急剧冷却， 在组织转变过程中，局部拉应力大于材料的断裂强 度后产生的撕裂状裂纹，这是造成转盘轴承调质淬火裂纹的主要原因之一。
PART.4
结论与建议
1）经过理化分析，出现调质淬火裂纹的轴承应 予以报废处理。
2）在调质中，选择合适的淬火工艺参数，可适 当降低淬火温度，减少组织应力和热应力。
3）调质后，可以增加磁粉检测工序，能够及时 发现裂纹，避免不合格品进入下一道工序。