轴承表面接触疲劳失效分析

672744轴承圈滚道在工作八个月后出现麻点，并有裂痕。轴承材质为GCr15，经淬火、回火处理。

在轴向试样的近麻点处，可看到表层下方有平行表面的长裂缝，内有小块状物，并有垂直表面的短裂缝与平行长裂缝相连，使这部分金属开始分离，如图1所示。在部分区域可看到金属沿滚动方向剥离的形貌，在原表面留下一个比较平直的凹坑，如图2所示。

试样经浸蚀后可看到基体组织为隐晶状马氏体、颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，无明显冶金缺陷，如图3所示。同时可看到裂纹沿晶扩展，裂纹两侧无脱碳现象。失效轴承滚道的洛氏硬度为：55.0、56.0、55.0HRC。

麻点剥落是接触疲劳失效的一种常见形式。当表面受到很高的接触应力时，同时在摩擦力的作用下，表面受反复拉应力而产生疲劳开裂，裂纹沿一锐角方向向内扩展，最后发生小块金属剥落而形成麻点。通常麻点剥落主要发生在硬度偏低的接触表面。该失效轴承硬度偏低是产生接触疲劳的主要原因。

                       图1     OMI      320×                                                      图2        OMI         32× 

图1：说明：抛光态下麻点部位剖面金相形态，裂纹由表面向内，沿次表面扩展。   

图2： 说明：抛光态下，为麻点剥落区剖面金相，一裂纹由表面沿一锐角向内扩展部。                                                                                   

图3          OMI       500×  

说明：经4%硝酸酒精浸蚀后可见轴承的基体组织：隐针状马氏体和细小碳化物颗粒以及少量残余奥氏体。硬度偏低，仅55～56HRC。