軸承在工作中，由于種種復(fù)雜的原因，諸如結(jié)構(gòu)不合理，材料質(zhì)量差，性能低，工作表面上的缺陷，沖擊，振動(dòng)，安裝不當(dāng)和潤(rùn)滑不良等，均能造成軸承早期失效。然而，在某些情況下.有的軸承根本就未投入使用(運(yùn)行)，只是用戶在裝機(jī)過程中原先的完整面貌即遭破損，失去了使用性，造成軸承過早失效。本文所要揭示的就是屬于這種失效形式的一個(gè)實(shí)際例子。
一、失效背景
某動(dòng)力機(jī)廠在組裝S195柴油機(jī)齒輪箱時(shí)，出現(xiàn)6205深溝球軸承內(nèi)圈間斷或連續(xù)地發(fā)生崩裂(塊)現(xiàn)象，在數(shù)量上占有一定的比例(每臺(tái)齒輪箱裝四套)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解，該批軸承總供貨量為3000套，實(shí)際已裝用1000套，余下的2000套因用戶“心有余悸”不敢裝機(jī)。
經(jīng)查實(shí)，齒輪箱軸的尺寸符合圖紙要求，軸承裝機(jī)方法正確，系由固定的熟練工完成。用戶曾開箱抽取40套測(cè)定軸承內(nèi)外圈的硬度，并經(jīng)DZ-2000型大型磁力探傷機(jī)探傷，結(jié)果硬度處于61～65HRC范圍，符合JB1255標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，肉眼檢查未發(fā)現(xiàn)裂紋。鑒于此，為了覓求軸承套圈崩裂的原因，將現(xiàn)場(chǎng)破損的軸承返回，進(jìn)行了常規(guī)理化測(cè)試。
這些套圈系經(jīng)箱式電阻爐840～860℃加熱淬火，160℃×2～h低溫油回火處理。
二、試驗(yàn)方法與結(jié)果
1.宏觀觀察
圖1為裝機(jī)時(shí)破損的軸承之實(shí)物照片。
經(jīng)仔細(xì)觀察實(shí)物可知：
(1)在所有破損的軸承上未見到因裝機(jī)敲擊而留下的擊傷痕跡，鋼球、保持架等零件完整無損。
(2)內(nèi)圈的崩裂起始于滾道中心的一側(cè)，約占端面直徑的1/2或1/4。
(3)斷口處存在伸入內(nèi)徑面的二次縱向直裂紋，裂紋形似刀切，穿透壁面。
(4)整個(gè)崩裂的外形高低不平，但斷口表面光滑平整。沒有塑性變形跡象，僅有少量撕裂痕。
(5)斷口呈灰色細(xì)晶粒瓷狀脆性斷口。
軸承在工作中，由于種種復(fù)雜的原因，諸如結(jié)構(gòu)不合理，材料質(zhì)量差，性能低，工作表面上的缺陷，沖擊，振動(dòng)，安裝不當(dāng)和潤(rùn)滑不良等，均能造成軸承早期失效。然而，在某些情況下.有的軸承根本就未投入使用(運(yùn)行)，只是用戶在裝機(jī)過程中原先的完整面貌即遭破損，失去了使用性，造成軸承過早失效。本文所要揭示的就是屬于這種失效形式的一個(gè)實(shí)際例子。
一、失效背景
某動(dòng)力機(jī)廠在組裝S195柴油機(jī)齒輪箱時(shí)，出現(xiàn)6205深溝球軸承內(nèi)圈間斷或連續(xù)地發(fā)生崩裂(塊)現(xiàn)象，在數(shù)量上占有一定的比例(每臺(tái)齒輪箱裝四套)。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解，該批軸承總供貨量為3000套，實(shí)際已裝用1000套，余下的2000套因用戶“心有余悸”不敢裝機(jī)。
經(jīng)查實(shí)，齒輪箱軸的尺寸符合圖紙要求，軸承裝機(jī)方法正確，系由固定的熟練工完成。用戶曾開箱抽取40套測(cè)定軸承內(nèi)外圈的硬度，并經(jīng)DZ-2000型大型磁力探傷機(jī)探傷，結(jié)果硬度處于61～65HRC范圍，符合JB1255標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，肉眼檢查未發(fā)現(xiàn)裂紋。鑒于此，為了覓求軸承套圈崩裂的原因，將現(xiàn)場(chǎng)破損的軸承返回，進(jìn)行了常規(guī)理化測(cè)試。
這些套圈系經(jīng)箱式電阻爐840～860℃加熱淬火，160℃×2～h低溫油回火處理。
二、試驗(yàn)方法與結(jié)果
1.宏觀觀察
圖1為裝機(jī)時(shí)破損的軸承之實(shí)物照片。
經(jīng)仔細(xì)觀察實(shí)物可知：
(1)在所有破損的軸承上未見到因裝機(jī)敲擊而留下的擊傷痕跡，鋼球、保持架等零件完整無損。
(2)內(nèi)圈的崩裂起始于滾道中心的一側(cè)，約占端面直徑的1/2或1/4。
(3)斷口處存在伸入內(nèi)徑面的二次縱向直裂紋，裂紋形似刀切，穿透壁面。
(4)整個(gè)崩裂的外形高低不平，但斷口表面光滑平整。沒有塑性變形跡象，僅有少量撕裂痕。
(5)斷口呈灰色細(xì)晶粒瓷狀脆性斷口。
2.酸蝕試驗(yàn)
分別將崩裂內(nèi)圈與完整內(nèi)圈用1：1的鹽酸水溶液進(jìn)行熱酸洗，溫度為60～70℃，時(shí)間10min，結(jié)果如圖2所示。
(1)在崩裂處附近的滾道內(nèi)存在條帶狀磨削燒傷與磨削裂紋。
(2)磨削裂紋呈樹枝狀，沿滾道一側(cè)分布，并與磨削方向平行，崩裂正好沿磨削裂紋發(fā)展。
(3)二次縱向直裂紋與崩裂斷口及磨削裂紋大致呈“T”形垂直。
(4)整個(gè)套圈表面分布著疏松狀黑色暗點(diǎn)和孔隙，其外形呈圓形或橢圓形。在放大40倍的體視顯微鏡下觀察，其外形呈不規(guī)則的空洞或圓形針孔，它們相互可以連接成似晶界形狀，而完整的套圈表面則頗為光潔，看不到上述的缺陷。
3.宏觀硬度與顯微組織
為了進(jìn)一步了解套圈的硬度分布情況和淬回火顯微組織及表層的顯微組織特征，選擇部分崩裂的內(nèi)圈及其碎塊，在其端面上側(cè)定宏觀硬度，并用線切割法在崩裂處附近截取縱向金相試樣，結(jié)果為：
(1)宏觀硬度值為64～65.2HRC。
(2)淬回火組織符合JB1255標(biāo)準(zhǔn)的3～4級(jí)，局部區(qū)域達(dá)5級(jí)，為細(xì)小結(jié)晶馬氏體+隱晶馬氏體十細(xì)小針狀馬氏體+少量殘余碳化物+殘余奧氏體。
(3)在100倍下觀察，馬氏體基體呈明顯的黑白條帶狀組織，若按YB9-59標(biāo)準(zhǔn)則可評(píng)定為4級(jí)，如圖3所示。
(4)觀察到滾道表面存在一層外形呈月牙形的二次淬火白層組織和次表面的高溫軟化層組織，即“過回火層"。其白層深度(最表面至月牙底)約為0.033～0.056mm，過回火層深度約為0.293mm，可見磨削燒傷程度甚為嚴(yán)重，如圖4所示。
軸承的軸承代號(hào)由基本代號(hào)，前置代號(hào)和后置代號(hào)構(gòu)成，基本代號(hào)表示軸承的系列（包括類型）內(nèi)徑尺寸和接觸角；前置代號(hào)表示特定軸承；后置代號(hào)是軸承的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸，材料，密封，保持架，公差，游隙，熱處理，潤(rùn)滑，技術(shù)要求等有改變時(shí)，在軸承基本代號(hào)后添加的補(bǔ)充代號(hào)。
1. 前置代號(hào)
F——凸緣外圈的深溝球軸承（適用于d小于10毫米），例:F605。
HR——高負(fù)載圓錐滾子軸承，例：HR30207J。
MF——特定尺寸的凸緣外圈深溝球軸承（d小于10毫米），例：MF52。
MR——特定尺寸的深溝球軸承（適用于d小于10毫米），例：MR31。
2. 后置代號(hào)
（1） 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
A——內(nèi)部設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)不同的軸承。
A——角接觸球軸承，接觸角為30度。
A5——角接觸球軸承，接觸角為25度。
B——角接觸球軸承，接觸角為40度。
C——角接觸球軸承，接觸角為15度。
C——圓錐滾子軸承，接觸角為20度。
D——圓錐滾子軸承，接觸角為28度。
C，CA（帶黃銅實(shí)體保持架），CD（帶沖壓保持架）——高負(fù)載調(diào)心滾子軸承。
E——高負(fù)載圓柱滾子軸承。
H——高負(fù)載推力調(diào)心滾子軸承。
J——圓錐滾子軸承的外圈滾道的小端徑，角度，外圈寬度與ISO規(guī)定一致。
（2）材料
g——套圈，滾動(dòng)體為滲碳鋼。
H——套圈，滾動(dòng)體為不銹鋼。
（3）保持架
M——銅合金實(shí)體保持架。
T——合成樹脂保持架。
W——沖壓保持架。
V——無保持架。
（4）密封圈，防塵蓋
Z，ZS——一面帶鋼板防塵蓋。
ZZ，ZZS——兩面帶鋼板防塵蓋。
D，DU——一面帶接觸式橡膠密封圈。
DD，DDU——兩面帶接觸式橡膠密封圈。
V——一面帶非接觸式橡膠密封圈。
VV——兩面帶非接觸式橡膠密封圈。
（5）套圈形狀
K——圓錐孔，錐度1：12。
K30——圓錐孔，錐度1：30。
E——套圈上有切口或油孔。
E4——外圈上帶油槽，油孔。
N——外圈外徑帶止動(dòng)槽。
NR——外圈外徑帶止動(dòng)槽，止動(dòng)環(huán)。
（6）配合及襯墊
DB——背靠背成對(duì)安裝。
DF——面對(duì)面成對(duì)安裝。
DT——串聯(lián)成對(duì)安裝。
+K——外圈帶襯墊。
+L——內(nèi)圈帶襯墊。
+KL——內(nèi)，外圈帶襯墊。
（7）游隙
C1——向心軸承徑向游隙，比C2游隙小。
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