班君 李潮丹
（哈尔滨轴承集团公司技术中心，黑龙江哈尔滨 150036）
摘 要：从轴承化学成份、组织及硬度等方面分析了轴承外圈因焊接温度传感器，试验过程中在试验器上发生断裂的原因。
关键词：轴承外圈；组织；硬度；组织应力
1 前言
某专用轴承外圈高度为13.5mm，厚度为2.0mm。在试验器上试验使用时，轴承外圈的外径上焊接有一个温度传感器，温度传感器用一宽为8mm、长为10mm金属薄板包裹，延纵向焊接在外圈的外径上，金属薄板的两端与外圈外径用点焊连接，纵向有两排焊点，每排焊点7～8个，横向用一排焊点连接，共5个焊点。温度传感器的作用是测量轴承出油口及进油口的油温，轴承在试验过程中外圈断裂，外圈断裂的部位恰巧在焊接温度传感器的位置，断裂为纵向断裂，贯穿整个外圈。
图1、图2是外圈断裂的外观。
2 对轴承外圈的解剖分析
把轴承外圈切割成两块试样，一块在断裂处切割，做金相分析用，另一块切割在未断裂处，做化学成份分析。
2.1 轴承外圈的化学成份
轴承外圈的化学成份见表。
根据表中成份可以看出，轴承外圈的钢种符合Cr4M04V钢。
2.2 外圈组织性能的检验
对外圈硬度检验：63.5 63.0 63.5 HRC
对外圈组织检验：经金相显微镜观察，外圈的淬回火组织为4级，如图3。在显微镜下观察外圈焊接温度传感器的外径处，可看到外径处原有的淬回火组织已发生转变，从外径到心部发生转变组织深度为0.5mm，如图4所示。
3 分析结果
由图4可以观察到轴承外圈外径处原始组织发生转变。说明焊接温度传感的温度已超过Cr4M04V钢的相变点温度，焊接使外圈的外径处原始组织发生转变，轴承外圈外径在焊接时使过冷奥氏体发生马氏体相变，形成硬而脆的淬硬层组织，产生组织应力。组织应力是由组织的比容不同引起的，即轴承外圈外径处的组织与轴承外圈心部组织不一致，产生应力。在焊接过程除了存在组织应力外，还有可能存在其它应力，如热应力、残余应力、收缩应力等，引起应力集中，成为该轴承套圈失效源，导致了轴承外圈在试验过程中的脆性断裂。
4 结论
（1）JB2850-80高温轴承零件热处理质量标准规定，轴承零件淬回火硬度为61.0～64.0 HRC，淬回火组织按第二级别图评定，第二～四级合格。该轴承外圈的材料、硬度及组织按标准规定均合格。
（2）轴承外圈断裂的直接原因是焊接温度传感器时引起应力集中，使轴承外圈在试验过程中脆性断裂。
参考文献：
【1】孙智，江利，应鹏展，等。失效分析基础与应用【M】．北京．机械T业出版社，2005．
来源：《哈尔滨轴承》第26卷第3期 2005年9月
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