轴承钢球是轴承结构的重要组成部分。如果钢球有缺陷,将直接影响轴承的性能。以下中国轴承网络(以下简称中国轴网络)将与您分享相关的轴承钢球缺陷和钢球缺陷的原因和相关分析。
1.轴承钢球缺陷毛坯的宏观外观
2.轴承钢球缺陷原因:
根据裂纹的形状,推断钢球缺陷的原因可能有以下几点:
1)原材料存在缺陷,如材料裂缝等;
2)加热温度高,且速度快,锻件内外温差过大而开裂;
3)最终锻造温度过低,锻造时产生裂纹;最终锻造温度过高,冷却速度过快或喷雾冷却时产生湿裂纹。
3.毛坯钢球和原材料的试验
3.毛坯钢球裂纹区域的微观分析
沿垂直于缺陷的位置取样,取样位置见图2,取样尺寸30mm×15mm×10inn。水平金相试样沿缺陷横截面制作,在4%硝酸酒精溶液中腐蚀。在光学显微镜下放大200倍和500倍
从图3和图4可以看出,缺陷缺陷是一个裂缝,表面的钢球裂缝.明显的脱碳和贫碳组织出现在裂缝的两侧和末端。在裂缝的两侧,一侧的脱碳非常严重,由白色纯铁素体和少量的珠光体组成。另一边的贫碳组织由少量的白色纯铁素体和更多的珠光体类型组织组成;裂缝形状呈折叠状扩展;观察非裂缝区域的组织和钢球表面组织没有任何贫碳。观察裂缝内部,中间有灰色和黑色的氧化皮肤。观察裂缝的末端,尾部更尖锐,排除锻造湿裂缝。裂缝离钢球表面最深的距离约为0.61mm,相对而言,裂缝相对较浅。在后续加工过程中,所有的裂缝都与扶贫碳层一起磨损,但深裂纹的钢球会给成品球带来严重的质量问题,所以应该挑选出来。
观察其内部组织,如图5所示,它显然属于未退火的组织形状。晶体中有许多微小的块状珠光体组织,没有网状组织,说明风电钢球的雾冷效果较好;正常退火后的钢球为均匀颗粒状珠光体组织,其组织形状如图6所示。显然,从图5中可以确定球的组织形状。球所在的过程应在球化退火前进行。球组织内部无孔缺陷,呈现小块珠光体组织特征,表明锻造温度合适,不会出现过高锻造温度造成的缺陷。
4.毛坯钢球艺材料榆检验
4.毛坯钠球成分分忻
用手持合金分析仪确定钢球的材料GCr15SiMn,直读光谐仪检测的主要化学成分如表1所示,其化学成分符合风电轴承用钢球棒材料的化学成分技术标准。
4.2高倍检测
球的原材料规格为直径38mm,热轧不退火,选用模铸钢;根据企业标准对炉号材料制备试样,并对其组织进行高倍检测,结果见表2。结果表明,其非金属夹杂物.网状碳化物.带状渗碳体和液体碳化物.脱碳层等各项指标均符合《钢球热轧高碳铬轴承钢棒材料质量检验规程》要求。
由于钢球表面的裂纹缺陷,当原材料的裂纹由钢球锻造形成时,裂纹进一步扩展到深处,从图3中可以清楚地看到。由于原材料表面裂纹的出现破坏了钢基体的连续性,钢球成型会在这里产生表面裂纹。
根据对锻造坯料钢球组织的分析,没有异常。排除钢球毛坯裂纹是由于锻造加热温度不当造成的。钢球组织中没有细网状碳化物,呈现细块状珠光体组织。这与钢球坯的合理冷却速度控制有关,与锻造裂纹无关,可以间接证明钢球坯的裂纹不是由于冷却过快造成的。在整个锻造钢球成型过程中,钢筋材料只进行感应加热,没有其他热处理方法。就感应加热而言,空白不会产生任何脱碳。显然,裂纹脱碳是由原材料留下的材料裂纹脱碳引起的。
从裂纹的横截面形状来看,裂纹沿内部扩展进一步改变路径,裂纹末端锋利;显然,这与锻造的湿裂纹无关,因为湿裂纹的末端是凸的;钢球只经过短时间的感应加热,随后的冷却雾冷却不太可能在裂纹源周围产生大的脱碳层。同时,除缺陷外的其他表面没有脱碳痕迹。董昌星等人认为,一旦在裂纹周围发现脱碳,就表明原材料存在缺陷。在加热过程中,裂纹周围的组织发生变化,容易形成白色铁素体。圆钢表面裂纹缺陷主要与冶炼和轧制工艺有关。当铸造出现问题时,容易造成芯裂纹和皮下气泡;当拉伸速度不合适时,容易产生表面和芯裂纹。在轧制过程中,这些缺陷最终会随着轧制件截面的缩小而延伸到表面,产生表面裂纹。此外,如果轧制工艺不当,也容易产生表面裂纹,可以扩大冶炼带来的裂纹。
5.结论
原材料表面裂纹缺陷是钢球空白开裂的主要原因。为了提高风电轴承的锻造质量,钢厂应不断改进冶炼和轧制工艺,以确保轴承钢的金属连续性.组织均匀度.为了提高钢球毛坯的质量水平,保证风电轴承钢球的成品质量,化学成分的均匀性等。