軸承過早失效的金相分析（二）

三、結果分析
　　1.磨削質量對軸承過早失效的影響從以上的測試結果可以判定，滾道一側的磨削裂紋和磨削燒傷是引起套圈崩裂、導緻軸承過早失效的一個直接原因、本例揭示的裂紋宏觀形态與磨削燒傷的分布特征說明，滾道的原始位置過偏或滾道的R不圓，使滾道的一側磨削餘量增大，當粗磨階段進給量大、磨削速度快時，整個滾道就産生瞭不均勻的磨削。如果砂輪不及時修整，将促使磨屑嵌入或粘著造成砂輪孔隙堵塞而鈍化，由此會引起砂輪不平衡度增高，主軸振動加劇，甚至機床振動而發生磨削顫振。顯然磨削力就發生周期性變化，形成間斷性的燒傷條帶。
　　這樣磨削區的率擦力與磨削力勢必就會增高，産生較高的磨削熱。當磨削區表面瞬間溫度高達或超過Acm時，滾道局部被磨表面将重新奧氏體化。此時體積膨脹，而内層的低溫部分則阻礙其膨脹，産生表面壓縮而内層爲伸脹的熱應力。當砂輪脫離磨削表面後.在外部冷卻液的急冷條件下（即使是空冷），表面已奧氏體化的薄層又重新進行第二次悴火，形成高硬度的二次淬火組織，即“磨削白層”。同時由於磨削熱向内和其鄰層進行的滲透擴散作用，使之形成一層硬度較低的黑色“過回火層”，此時體積收縮，這樣在磨削表面層内就産生瞭較高的溫度梯度，從而引起一系列組織變化和力學性能的變化."磨削白層”系處於壓應力狀态，而“過回火層”則處於zui大的拉應力狀态，因此裂紋核心zui容易在此萌生，尤其是“磨削白層”與‘過回火層，的交界面上，因爲這裏是組織變化zui明顯突變處，拉應力zui集中，強度zui弱，當殘餘拉應力值大於材料的抗破斷強度時，裂紋就向半徑方向擴展，使表層出現斷裂，即磨削裂紋。
　　2.二次淬火白層組織的特征
　　由於白層是一種奧氏體、馬氏體和碳化物共存的多相高彌散組織.奧氏體與馬氏體之間存在著共格的僞平衡系統以及晶格常數有差異，所以形成馬氏體時，二次奧氏體的點陣發生強烈暗變，這就導緻瞭白層組織硬度的增高。又因奧氏體-馬氏體界面上的表面能趨於零，在腐蝕劑的作用下，組織上不産生電化學的原電池，故白層難於腐蝕，隻不過它是在磨削條件下形成的白層。
　　3.鋼材質量和淬回火組織質量對誘發磨削裂紋的影響
　　淬回火狀态時馬氏體基體黑白濃度差，較高的宏觀硬度值及疏松缺陷等，也是誘發磨削裂紋的一個不可忽視的潛在因素。黑白濃度差的出現表明原始組織中存在嚴重的帶狀碳化物，由此引起帶上與帶間的碳格濃度的偏析，因此淬火後增大瞭帶間的過熱傾向和Ms點高低之差别，造成淬火組織和殘餘應力的分布不均勻性及增加基體脆性，削弱瞭晶粒與晶粒、晶粒與基體、以及基體與基體之間的接合力.盡管套圈已經過低溫油回火，但由於回火不充分或該馬氏體基體在該條件下回火，其抗回火性高的原因，以緻淬火馬氏體回火轉變不*，仍保持高硬度、高内應力的淬火狀态。這些因素均有利於磨削應力集中，不易分散，易與基體殘餘應力疊加，特别是在超級别帶狀碳化物上伴随有網狀、條狀碳化物時，則磨削應力zui易集中，促使零件表面形成剝落及分散分布的條狀與殘餘網絡狀龜裂。明顯的疏松缺陷在成品軸承套圈上是不容許存在的。它會降低套圈的緻密度，使内部富集較多的微孔隙，低熔點雜質，氣體和非金屬夾雜物.它與帶狀碳化物一樣，起到分割基體連續性作用，造成成分偏析，基體緻脆，大大降低套圈的綜合力學性能，而且磨削時增大摩擦阻力和缺口敏感性，促使磨削應力高度集中，極易誘發磨削裂紋。
　　4.磨削裂紋的特性分析
　　磨削裂紋纖細，僅伸入表面淺層，開口極小，難於發現，是一種典型的表面裂紋，其性特脆，在工程上危害性極大，是所有裂紋中zui危險的一種。往往一經外力作用就使金屬内部結構的運動有瞭方向性，有時即使在較小的外力作用下，隻要外力作用時間充分，也會産生裂紋或使零件斷裂。甚至有時根本就沒有外力，由於金屬内部的空位和塞積的遷移擴散，殘餘應力的釋放，殘餘奧氏體的馬氏體化相變脹應力，原子運動的加劇等，隻要在一定的溫度條件下，通過表面某些缺口，諸如磨裂、燒傷、發裂、打字痕、車刀痕、銳角、疏松孔洞和局部拉應力集中區等，同樣會引起開裂（自身裂紋），形成崩裂（脫裂、脫圈、脫肩和脫緣），造成大片的剝落塊。
　　磨削裂紋zui常見的宏觀形态有兩種，即與磨削方向成直角的若幹平行線和龜甲狀。而本例揭示的磨削裂紋宏觀形态較爲特殊，系與磨削方向平行。正因爲這樣，延遲瞭套圈在加工過程中發生斷裂。或者裂紋還未全形成，隻是在該部位集中瞭較高的拉應力。或裂紋已經形成，隻因甚爲纖細，以緻於磁力探傷也無法顯示，而在熱酸蝕的作用下，沿zui大拉應力方向發展爲類似於應力腐蝕裂紋（SCC）的磨削裂紋，将裂紋進一步擴大。
　　無疑，6205軸承在裝機時的敲擊（沖擊）引起的振動和軸與套之間的脹力引起的彈（塑）性變形，正是爲套圈的崩裂提供瞭“天然的”外力作用與時間，當崩裂發生後就以垂直方式快速擴展爲二次裂紋。
　　四、結論
　　（1）套圈所用材料的均勻性與緻密度較差是造成套圈崩裂的先天性因素。
　　（2）套圈被道在強烈的磨削熱和冷卻液的作用下，表面薄層瞬時形成二次悴火磨削白層，産生較高的磨削拉應力，引起磨削裂紋與磨削燒傷。
　　（3）套圈回火不充分，緻使馬氏體基體仍保持高硬度脆性，較高的殘餘應力，以及微觀組織的不均勻性，極易促使應力疊加並誘發磨削裂紋和磨削燒傷。
　　（4）可以認爲6205軸承過早失效是材料的冶金缺陷、熱處理缺陷和磨削裂紋等因素的綜合作用的結果，而微觀組織的不均勻性（截面組織差異）與表面局部拉應力是崩裂的根本原因。
　　（5）軸承裝機時的振動和脹力正是爲崩裂提供瞭“天然的”外力作用與時間，緻使促發套圈突然發生脆性崩裂掉塊。