轴承的断裂失效实例 不同类型的裂纹形貌和断口特征

时间:2017-06-19 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:摘要:通过轴承的断裂失效实例,分析淬火、锻造水裂、车削和磨削裂纹的形貌及断口特征,探讨了裂纹的形成原因和相应的预防措施,总结出不同类型的裂纹形貌和断口特征。 1前言 某轴承厂在装配881

深0.08mm,无分枝和氧化脱碳区,裂尖锐利。原因是磨削裂纹形成后也不再经历长时间高温加热,因此裂纹周围无氧化脱碳区。

2.断口特征分析

1)淬火裂纹断口:由灰色粗结晶状断口区组成,根据JB1255—91标准评定为过热断口(见图10)。

2)锻造水裂断口:断口由浅灰色细瓷状脆性断口区组成,按有关标准评为正常断口,但在滚道一侧有宽2mm、长16mm的黑色断口区,而在黑色断口区与浅灰色断口区交界处有多条极细的放射线,这表明黑色断口区为裂纹源(见图11)。

3)车削裂纹断口:断口平直,由灰色细瓷状脆性断口区组成,按标准评为正常断口。此外在断口上还可看到短的径向裂纹与套圈内表面粗车刀痕相连,这表明裂纹是在粗车刀痕根部起裂并朝径向扩展而形成,在外力作用下它进一步加深(见图12箭头处)。

4)磨削裂纹断口:断口由浅灰色细瓷状脆性断口区组成,按标准可评为正常断口,此外在断口上也有放射线,但无黑色断口区(见图13)。

裂纹形成原因及预防措施

1.淬火裂纹的形成原因是由于在振底式氮气保护炉内部分套圈被粘住,而未能按节拍振出高温加热区,导致淬火加热温度过高,加热时间过长,使奥氏体晶粒变粗,碳化物溶解过多,在淬火过程中形成粗大马氏体,伴随产生很大的组织应力和热应力,当套圈应力集中处(密封槽)的应力超过原子间结合力则产生微裂纹,随后微裂纹进一步扩展形成淬火裂纹。预防措施是清理振底式氮气保护炉炉膛粘状物,防止套圈加热时被粘住。

2.锻造水裂裂纹的形成原因是锻加工时操作人员不慎将刚锻造成形的高温套圈掉入机床附近的地面积水中,预防措施是排除地面积水或防止套圈掉入积水。

3.车削裂纹的形成原因是淬火冷却时在粗车刀痕处产生应力集中,使刀痕根部开裂产生微裂纹并径向扩展。预防措施是使操作人员正确地执行操作工艺,避免产生粗车刀痕。

4.磨削裂纹的形成原因是磨削过程中采用钝磨轮和大进给量高速磨削,使套圈表面温度达820~840℃,套圈表面部分区域被重新奥氏体化,这部分奥氏体在冷却液作用下再次被淬火成马氏体(二次马氏体),由此产生很大的热应力和组织应力,结果在套圈表面形成网状磨削裂纹。预防措施是及时修整磨轮,避免采用大进给量高速磨削,减少磨削热。

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