磁粉探傷檢測中軸承套圈線性磁痕的形成原因

劉秀蓮，班 君，羅 燕

（1.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 工程技術(shù)部，黑龍江 哈爾濱150025； 2. 中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 研發(fā)中心，黑龍江 哈爾濱150025）

磁粉探傷檢測中軸承套圈線性磁痕的形成原因

劉秀蓮1，班 君2，羅 燕2

（1.中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 工程技術(shù)部，黑龍江 哈爾濱150025； 2. 中航工業(yè)哈爾濱軸承有限公司 研發(fā)中心，黑龍江 哈爾濱150025）

某軸承外圈在磁粉探傷檢查中發(fā)現(xiàn)，在軸承外徑某個區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)軸向線性磁痕。通過磁粉探傷、金相檢驗、顯微硬度檢驗、能譜分析等方法和綜合分析，確定了次表面連續(xù)分布的條帶狀碳化物是造成軸承套圈線性磁痕的原因。

軸承套圈；磁痕；磁粉探傷；碳化物

1 前言

隨著軸承在機械零件中的位置越來越重要，對其質(zhì)量要求越來越高。無損檢測技術(shù)是在不損害或不影響被檢測對象使用性能的前提下，檢測出軸承的缺陷。磁粉探傷是無損檢測的方法之一，是指鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。

2 檢驗與分析

2.1 金相檢驗與分析

首先對圖1所示1#試樣的橫截面的外徑、外內(nèi)徑和中間部分（距離外徑和內(nèi)外徑的中間位置）分別進行觀察，然后對1#試樣的縱截面的外徑、外內(nèi)徑和中部部分（距離外徑和內(nèi)外徑的中間位置）分別進行觀察，發(fā)現(xiàn)1#試樣的橫截面的外徑有聚集的碳化物，見圖2。1#試樣縱截面的外徑（平行于磁痕方向）存在著連續(xù)分布的白亮組織，見圖3，這種連續(xù)分布的白亮組織即能夠造成連續(xù)的磁場漏磁現(xiàn)象，在套圈表面顯示出一條垂直于磁力線方向的磁性痕跡，因此這種沿著試樣線性磁痕方向的呈條帶狀分布的白亮組織就是造成磁痕的原因。

圖1 1#試樣套圈磁痕位置

圖2 橫截面外徑聚集碳化物

圖3 縱截面外徑聚集碳化物

2.2 顯微硬度檢驗

對1#試樣進行顯微硬度測試，用TUKON2500維氏硬度計，分別對試樣基體、碳化物和剝落坑附近進行維氏硬度測試，測試結(jié)果見表1。由測試結(jié)果表明：基體硬度平均值為694.5 HV，剝落坑附近的顯微硬度與碳化物的顯微硬度大致相同，平均值均在1 000HV以上，剝落坑附近區(qū)域的顯微硬度明顯高于基體硬度，說明剝落坑可能是碳化物聚集后，在試樣磨制拋光時有部分剝落造成的。

表1 不同組織的維氏硬度

2.3 掃描電鏡及能譜分析

通過掃描電鏡對1#試樣橫截面與縱截面部分進行觀察，沒有發(fā)現(xiàn)顯微裂紋和夾雜。在橫截面發(fā)現(xiàn)的碳化物并沒有成片狀分布，而在縱截面外徑的（平行于磁痕）方向，發(fā)現(xiàn)異常的帶狀組織，呈片狀分布，所以可以判定磁痕是由于次表面的條帶狀碳化物引起的。

對1#試樣進行微區(qū)EDS分析，見表2。碳化物中主要富Cr元素，而基體中主要含F(xiàn)e，Cr的含量相對少些，通過對異常區(qū)和基體EDS分析可知，基體和異常區(qū)合金元素不同。由于合金元素與碳結(jié)合形成大量的碳化物，導致碳化物聚集呈條帶狀分布在基體中，磁粉探傷檢測造成沿軸向的連續(xù)漏磁現(xiàn)象，在軸承外圈表面留下大量

表2 1#試樣EDS檢測表

的磁粉聚集痕跡。

3 結(jié)論

（1）通過分析，軸承外圈磁痕位置未發(fā)現(xiàn)夾雜和裂紋，有少量的凹坑存在，這是試樣磨制拋光時碳化物剝落造成的。

（2）軸承外圈的次表面存在大量連續(xù)分布的富Cr碳化物，造成軸承外圈表面漏磁，在磁粉探傷時磁粉在此處聚集形成磁痕，因此次表面連續(xù)分布的條帶狀碳化物是造成軸承套圈線性磁痕產(chǎn)生的原因。條帶狀碳化物的存在會造成軸承硬度和組織不均勻、耐沖擊性和韌性下降，降低軸承的力學性能和使用壽命。

（編輯：王立新）

Reasons for linear magnetic marks in bearing ring during magnetic particle testing

Liu Xiulian1, Ban Jun2, Luo Yan2

(1. Engineering Technology Department, AVIC Harbin Bearing Co., Ltd., Harbin 150025, China; 2.Bearing R＆D Center, AVIC Harbin Bearing Co., Ltd., Harbin 150025, China)

It has been found that the axial linear magnetic marks appeared in an area of the bearing outside diameter during the magnetic particle testing in bearing outer ring. By means of the magnetic particle testing, macrostructure testing, micro hardness testing and energy spectrum analysis, the cause of the axial linear magnetic marks is revealed. The results show that the cause of the axial linear magnetic marks in bearing outer ring is banded carbide of continuous distribution in secondary surface.

bearing rings; magnetic mark; magnetic particle testing; carbide

TH 133.33

B

1672-4852（2015）02-0010-02

2015-05-21.

劉秀蓮（1964-），女，高級工程師 .