轴承钢显微孔隙产生的原因及预防措施
金相检验操作规程
金相检验操作规程1.试样金相试样面积小于400mm2,厚（高）度15-20mm为宜。
若试样面积过小，应经镶嵌后再进行磨制。
低倍组织酸侵试样厚度（高）度为20mm左右，酸侵低倍试样检测面应经过车加工或磨加工，表面粗糙度应不大于1.6μm。
试样检测面不得由油污及加工伤痕，必要时应预先清除。
试样的标识应清晰。
2.高倍检验操作规程2.1金相试样制备操作规程2.1.1金相试样的切取试样切取的方向、部位和数量，应根据有关技术条件的规定。
试样可用手锯、锯床或切割机等切取，必要时也可用气割法切取，但烧割边缘必须与正式试样保持相当距离，以去除热影响区。
取好的试样先在平面磨床或砂轮机上把检测面磨平，磨面上的磨痕应均匀一致。
磨样时应对试样进行冷却，以免金属组织受热发生变化。
2.1.2金相试样的磨制试样需经粗磨和细磨，粗磨用水磨砂纸，细磨用金相砂纸，应根据需要选择合适的砂纸及磨制道次。
磨样时须把前一道的磨痕磨去，方向与前一道的工序相垂直。
磨样时要防止试样磨面温度过高而使组织发生变化。
2.1.3金相试样的抛光常用的时机械抛光的方法，即把经过细磨的试样在抛光机上进行抛光。
抛光织物采取丝绒或绸布，抛光粉采用金刚砂。
抛光面光洁度要达到镜面，不允许有夹杂物拖尾、麻点、过热等现象，抛光后将试样清洗干净。
2.1.4金相试样化学侵蚀操作规程试样侵蚀前抛光面应保持干净，不得有油污或指痕，以免影响所显示组织的清晰度。
试样在盛有侵蚀剂的器皿中侵蚀，侵蚀时试样应轻微摆动，但不可擦伤抛光面。
应根据不同的需要选择侵蚀剂，并注意侵蚀适度。
侵蚀后试样应保持干燥（在酒精中浸泡、用电吹风吹干），以待观察。
配置侵蚀剂时遵照先加酒精或水、后加酸液的顺序。
侵蚀操作时要注意安全，防止酸液或酸雾对人体造成伤害。
2.2金相显微镜操作规程操作者在使用显微镜前，应仔细阅读显微镜的使用说明书，了解显微镜的功能及使用方法。
初学者操作显微镜应在专人指导下进行。
测试前应保持操作者的手及试样清洁干燥。
轴承金属的腐蚀与防护措施
轴承金属的腐蚀与防护措施当金属和周围介质接触时，由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。
从热力学观点看，除少数贵金属(如au、pt)外，各种金属都有转变成离子的趋势，就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。
金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。
据估计，世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5％～4.2％，超过每年各项天灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。
有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此，研究腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义金属防腐蚀的方法很多，主要有改善金属的本质，把被保护金属与腐蚀介质隔开，或对金属进行表面处理，改善腐蚀环境以及电化学保护等。
(1)改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。
例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。
(2)形成保护层在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。
工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。
它们是用化学方法，物理方法和电化学方法实现的。
①金属的磷化处理钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡，即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜，这种过程叫做磷化处理。
磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般为5 μm～20 μm，在大气中有较好的耐蚀性。
膜是微孔结构，对油漆等的吸附能力强，如用作油漆底层，耐腐蚀性可进一步提高。
②金属的氧化处理将钢铁制品加到naoh和nano2的混合溶液中，加热处理，其表面即可形成一层厚度约为0.5 μm～1.5 μm的蓝色氧化膜(主要成分为fe3o4)，以达到钢铁防腐蚀的目的，此过程称为发蓝处理，简称发蓝。
轴承材料介绍
套圈材料及要求
套圈常用材料及基本要求
• 常用轴承钢国内外牌号对比
中国 GB GCr15 SAE 52100 美国 ASTM 52100 日本 JIS SUJ2 DIN 100Cr6 100CrMn 6 德国 材料号 1.3505 英国 BS 534A99 SKF3 SKF
GCr15SiMn
1· 3520
按照钢的品质分类： 普通钢（P ≤0.045%，S ≤0.055%） 优质钢（P ≤0.035%，S ≤0.035%） 高级优质钢（P ≤0.035%，S ≤0.030%） 按化学成份分类： 碳素钢 低碳钢C ≤0.25%，中碳钢0.25%≤ C ≤0.60%，高碳钢C ＞ 0.6% 合金钢 低合金钢≤5%，中合金钢5%≤ C ≤10%，高合金钢＞ 10%
钢：碳钢和合金钢
铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁
金属材料基本知识
保持架SPCC 套圈、钢球GCr15、 55#、40Cr 黄铜HPb59-1
PA66、46、胶木保持架 NBR、ACM、FKM
金属材料基本知识
常用材料分类
习惯上，把含碳量＞2.11%，或者＜0.0218%的归类于铸铁或纯铁； 含碳量＜2.11%归类为钢
五、人本集团目前常用轴承钢
GCr15、CU1、CU2、CU3、CU4、SKF3、100Cr6、52100、RB52100
套圈材料及要求
思 考 题
• 1、你公司所有零件都用到哪些金属材料？具体牌号能说出来吗？
• 2、什么是钢和什么是铁？举例说明。 • 3、GCr15钢含碳量在什么范围？轴承钢质量好坏主要从哪两大类进 行评价？ • 4、人本目前有哪几个等级的GCr15钢？你公司主要用哪个或哪几个 等级的材料？ • 5、国内常用轴承钢钢厂有哪几家？源自不锈轴承钢特殊性能钢
各种缺陷的分析及产生原因
锻造成形过程中的缺陷及其防止方法一、钢锭的缺陷钢锭有下列主要的缺陷：（1）缩孔和疏松钢锭中缩孔和疏松是不可避免的缺陷，但它们出现的部位可以控制。
钢锭中顶端的保温冒口，造成钢液缓慢冷却和最后凝固的条件，一方面使锭身可以得到冒口中钢液的补缩，另一方面使缩孔和疏松集中于此处，以便锻造时切除。
（2）偏析钢锭中各部分化学成分的不均匀性称为偏析。
偏析分为枝晶偏析和区域偏析两种，前者可以通过锻造以及锻后热处理得到消除，后者只能通过锻造来减轻其影响，使杂质分散，使显微孔隙和疏松焊和。
（3）夹杂不溶于金属基体的非金属化合物称为夹杂。
常见的夹杂如硫化物、氧化物、硅酸盐等。
夹杂使钢锭锻造性能变化，例如当晶界处低熔点夹杂过多时，钢锭锻造时会因热脆而锻裂。
夹杂无法消除，但可以通过适当的锻造工艺加以破碎，或使密集的夹杂分散，可以在一定程度上改善夹杂对锻件质量的影响。
（4）气体钢液中溶解有大量气体，但在凝固过程中不可能完全析出，以不同形式残存在钢锭内部。
例如氧与氮以氧化物、氮化物存在，成为钢锭中夹杂。
氢是钢中危害最大的气体，它会引起“氢脆”，使钢的塑性显著下降；或在大型锻件中造成“白点”，使锻件报废。
（5）穿晶当钢液浇注温度较高，钢锭冷却速度较大时，钢锭中柱状晶会得到充分的发展，在某些情况下甚至整个截面都形成柱状晶粒，这种组织称为穿晶。
在柱状晶交界处（如方钢锭横截面对角线上），常聚集有易熔夹杂，形成“弱面”，锻造时易于沿这些面破裂。
在高合金钢锭中容易遇到这种缺陷。
（6）裂纹由于浇注工艺或钢锭模具设计不当，钢锭表面会产生裂纹。
锻造前应将裂纹消除，否则锻造时由于裂纹的发展导致锻件报废。
（7）溅疤当钢锭用上注法浇注时，钢液冲击钢锭模底而飞溅到钢锭模壁上，这些附着的溅沫最后不能和钢锭凝固成一体，便成溅疤。
溅疤锻造前必须铲除，否则会形成表面夹层。
二、轧制或锻制的钢材中的缺陷轧制或锻制的钢材中往往存在如下缺陷：（1）裂纹和发裂裂纹是由于钢锭缺陷未清除，经过轧制或锻造使之进一步发展造成的。
滚动轴承材料的影响因素及控制
滚动轴承材料的影响因素及控制随着数控技术的发展，高速切削设备对滚动轴承的材料、类型、性能等方面要求越来越高，而材料直接影响到滚动轴承的使用性能，因此研究材料的影响因素和控制措施十分重要。
一、影响轴承寿命的材料因素滚动轴承的主要失效形式是接触疲劳。
轴承零件的失效除工作条件外，主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。
（一）淬火钢中的马氏体高碳铬钢原始组织为粒状珠光体时，在淬火低温回火状态下，淬火马氏体含碳量明显影响钢的力学性能。
强度、韧性在0.5％左右，接触疲劳寿命在0.55％左右，抗压溃能力在0.42％左右，当GCr15钢淬火马氏体含碳量为0.5％～0.56％时，可以获得抗失效能力最强的综合力学性能。
（二）淬火钢中的残留奥氏体高碳铬钢经正常淬火后，可含有8％～20％Ar（残留奥氏体）。
以Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响为例，随着奥氏体含量的增多，硬度和接触疲劳寿命均随之而增加，达到峰值后又随之而降低，但其峰值的Ar含量不同，硬度峰值出现在17％Ar左右，而接触疲劳寿命峰值出现在9％左右。
当试验载荷减小时，因Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小。
这是由于当Ar量不多时对强度降低的影响不大，而增韧的作用则比较明显。
原因是载荷较小时，Ar发生少量变形，既消减了应力峰，又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化。
但如载荷大时，Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂，从而使寿命降低。
应该指出，Ar的有利作用必须是在Ar稳定状态之下，如果自发转变为马氏体，将使钢的韧性急剧降低而脆化。
（三）淬火钢中的未溶碳化物淬火钢中未溶碳化物碳化物是硬脆相，除了对耐磨性有利之外，承载时（尤其是碳化物呈非球形）会与基体引起应力集中而产生裂纹，从而降低韧性和疲劳抗力。
淬火未溶碳化物影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及分布，从而对钢的性能产生影响。
为了揭示未溶碳化物对性能的影响，采用不同含碳量的钢，淬火后使其马氏体含碳量和Ar 含量相同而未溶碳化物含量不同的状态，经150℃回火后，由于马氏体含碳量相同，而且硬度较高，因而未溶碳化物少量增高对硬度增高值不大，反映强度和韧性的压溃载荷则有所降低，对应力集中敏感的接触疲劳寿命则明显降低。
立磨轴承孔磨损维修工艺
立磨轴承孔磨损维修工艺导言：立磨轴承孔磨损是一种常见的机械故障，在许多工业领域中经常出现。
为了保证设备的正常运行和延长使用寿命，如何正确维修立磨轴承孔磨损成为重要的课题。
本文将介绍立磨轴承孔磨损的维修工艺，以及常见的维修方法和注意事项。
一、立磨轴承孔磨损的原因立磨轴承孔磨损主要有以下几个原因：1. 设备长期运行，轴承孔与轴磨损；2. 过度负荷运转，导致轴承孔磨损；3. 切削液质量差，加速轴承孔磨损；4. 维护保养不到位，导致轴承孔磨损。
二、立磨轴承孔磨损的维修方法针对立磨轴承孔磨损，可以采取以下几种维修方法：1. 补焊法：对于轻微的磨损，可以采用补焊法进行修复。
首先，将磨损的轴承孔清洁干净，然后用焊接材料进行补焊，最后经过打磨和调整，使轴承孔恢复到适当尺寸。
2. 换套法：对于严重的磨损，需要更换轴承孔套。
首先，将磨损的轴承孔套拆卸下来，然后选取合适尺寸的轴承孔套进行更换，最后进行装配和调整。
3. 扩孔法：对于孔径过小的轴承孔，可以采用扩孔法进行修复。
首先，使用合适的工具将轴承孔扩大到适当尺寸，然后再进行打磨和调整，使轴承孔恢复到正常状态。
4. 线切割法：对于孔径过大的轴承孔，可以采用线切割法进行修复。
首先，将磨损的轴承孔清洁干净，然后使用线切割机进行切割，最后进行打磨和调整，使轴承孔恢复到适当尺寸。
三、立磨轴承孔磨损维修的注意事项在进行立磨轴承孔磨损维修时，需要注意以下几点：1. 维修前，需要对设备进行彻底的检查和分析，确定轴承孔磨损的原因和程度，以选择合适的维修方法。
2. 在维修过程中，需要使用高质量的焊接材料和切削工具，以确保修复效果和维修质量。
3. 维修过程中，需要严格按照操作规程进行，避免操作失误引起二次磨损或其他损坏。
4. 维修后，需要进行严格的测试和调试，以确保轴承孔的尺寸和运行状态符合要求。
5. 维修后，需要定期检查和保养轴承孔，及时发现和处理潜在故障，以延长设备的使用寿命。
结论：立磨轴承孔磨损是一种常见的机械故障，正确的维修工艺可以有效解决这一问题。
GCr15SiMn钢球开裂原因分析
GCr15SiMn钢球开裂原因分析作者：王姗姗梁华仇亚军朱勇来源：《上海有色金属》2013年第02期摘要：轴承钢球在热处理时发生开裂，采用宏观观察、微观检验及分析等方法对GCr15SiMn钢球心部缺陷的产生原因进行了较为全面的分析.结果表明，钢球心部的缺陷为缩孔残余，是钢材冶炼过程中形成的缺陷，属于冶金缺陷.同时，结合实际生产，提出了相关的防范措施，以避免此类裂纹的产生，从而保证了产品的质量.关键词：钢球；开裂；缩孔残余；冶金缺陷；措施中图分类号：TG142.41文献标志码： AThe Reason Analysis of GCr15SiMn Steel Ball CrackingWANG Shan-shan1， LIANG Hua1， QIU Ya-jun1， ZHU Yong2（1.Luoyang Bearing Science and Technology Co.， Ltd.， Luoyang 471039， China；2.Hi-P Precision Mould Co.， Ltd.， Shanghai 201206， China）Abstract：The steel balls cracked during heat treatment.The cracking reason was analysed by macro-observation and metallographic observation and scanning electron microscope and energy spectrum analysis.The result shows that steel ball cracking is caused by remaining shrinkage clarity.The defect is formed in the smelting process，and it is metallurgical defects.At the same time，combined with the actual production，the corresponding measures are put forward，thus the quality of products is guaranteed.Key words：steel ball； cracking； remaining shrinkage clarity； metallurgical defects； measures0 前言钢球是轴承工业的重要组成部分.在轴承工业中，钢球的加工方式主要有冷镦、热墩、热轧和热锻等.加工过程中钢球开裂的原因主要有原材料缺陷（显微孔隙、非金属夹杂物、发纹等）、冷镦裂纹、软磨疲劳、淬火裂纹及硬磨烧伤等.根据钢球缺陷的不同形貌，在实际过程中采取相应的分析方法，对轴承钢球开裂的原因进行分析和探讨.某公司送检半成品钢球一粒，规格为60 mm，材料为GCr15SiMn高碳铬轴承钢.钢球加工工艺为：中频感应加热，始锻温度为1 050～1 120 ℃，由45 mm原材料锻打至60 mm球坯.该批钢材共有30多t，在热处理时发现有十几粒开裂.通过宏观断口分析、热酸洗、金相及能谱分析等方法对钢球开裂原因进行了分析.1 检验与分析1.1 宏观形貌及断口分析送检钢球开裂为两半，观察钢球的断口发现：球心部的锻造流线贯穿钢球，为开裂的起源区；裂纹从钢球的心部沿贯穿钢球的锻造流线向两侧扩展，最后导致钢球完全开裂为两半.钢球的断裂方式为脆性断裂，从断口的扩展区和断裂区来看，断口为细瓷状，形貌见图1.1.2 金相检查将其中一半钢球从中心垂直于两极进行解剖，样品经制备后放置在MG显微镜下观察其心部的金相组织.结果发现：钢球心部局部有裂纹，多处存在灰色的块状异物，如图2所示.心部边缘及裂纹两侧有严重的脱碳现象，但多处铁素体的存在与裂纹的存在无关，如图3所示.钢球的淬回火组织按照JB/T 1255-2001标准评定为3级，网状碳化物为2级，为合格组织，如图4所示.清洗烘干后放置在JSM5610LV型扫描电子显微镜下，对钢球心部灰色异物形貌进行观察.结果发现：灰色异物大多呈条块状分布，色泽分浅灰和深灰两种，其分布状态及形貌见图5.采用falcon能谱仪对钢球心部的灰色异物进行定性成分分析.结果表明：钢球心部灰色块状异物的化学成分主要为氧、锰、硅、铬、铁及少量的硅、铝、钛等；相比较而言，A处锰、铬的含量高一些，而B处硅的含量高一些，其能谱曲线见图6（见下页）.由此可以确定，钢球心部的灰色块状异物主要为锰和硅的氧化物，为材料夹杂物.1.4 热酸洗检查标准进行热酸洗，确定钢球心部的锻造流线沿轧制方向分布并贯穿两极，其他未见异常.断口的热酸洗形貌见图7.2 结果与分析缩孔是钢水凝固过程中，由于体积收缩，在钢锭或连铸坯心部未能得到充分填充而形成的管状或分散孔洞[1].一般集中在钢锭的上部和冒口部分，正常情况下可以清除掉.但如果切除冒口量过少或由于其他原因，则会使缩孔深及钢锭内部，而最终存在于被利用的成品材料之中，称为缩孔残余.在经热酸洗后的低倍试片中心区域呈不规则的折皱裂缝或空洞，其上或附近常伴有严重的夹渣、成分偏析和疏松.热轧钢球和冷冲压成型钢球的工艺过程不同，造成的材料流线形貌也不一样，冷冲压成型钢球内部如有缩孔一般贯穿两极，而热轧成型钢球由于材料塑性流动较大，尤其是对于轧制变形量较大的钢球，若钢材内部存在缩孔，经过热轧后两极可以完全封闭[2].根据断口、金相、热酸洗、扫描电镜和能谱分析，结果认为：钢球开裂始于心部，并沿材料轧制方向由内向外开裂；钢球的淬回火组织符合相关标准要求；钢球心部存在大量的夹杂物和严重的脱碳现象为钢材冶炼造成的冶金缺陷，属于缩孔残余.3 结论钢球心部存在缩孔残余是引起钢球开裂的主要原因.缩孔残余严重地破坏了钢材的连续性，是钢材不允许存在的缺陷，轧制（锻造）时必然会在钢坯上产生裂纹.为了避免缩孔残余遗留在成品钢材中，建议正确设计钢锭模和保温帽尺寸，并采用性能优良的保护渣、保温剂（发热剂）和绝热板，把缩孔控制在钢锭头部，以保证在开坯时切掉.控制浇铸速度不要太快，温度不要过高也可以减小缩孔的产生.参考文献：[1] 钟顺思，王昌生.轴承钢[M].北京：冶金工业出版社，2000.[2] 雷建中，梁华.热轧轴承钢球心部孔洞分析实例[J].轴承，2010（8）：41-42.。
轴承套圈表面的小孔腐蚀
轴承套圈表面的小孔腐蚀轴承套圈表面的小孔腐蚀是怎么形成的近期以来，在轴承生产的各个环节，常发现轴承套圈表面出现单点或多点的准圆形或长圆形黑点状缺陷。
特别是单点缺陷，经常会误认为是材料缺陷，对套圈进行金相制样发现，与材料缺陷不同的是，它们都发生在套圈的表面，内部尖深，内部的显微金相组织并无异常。
进一步的微观分析可知，这些缺陷实质是一种表面局部腐蚀——小孔腐蚀。
小孔腐蚀外观为圆形或长圆形的黑（深灰）点，最大直径一般不超过0.2mm，随机分布且较分散。
将点状缺陷进行纵向解剖，进行显微观察，腐蚀孔的截面形态为腐蚀垂直于表面向纵深发展。
经分析，坑底物质主要是FeCl2？4H2O和Fe3O4，为腐蚀产物。
严重的小孔腐蚀还可能伴生氢脆或应力腐蚀，所以这是一种危害很大的缺陷。
小孔腐蚀形成机理正常情况下，金属表面都有一层钝化膜，保护金属不发生氧化和腐蚀，但由于金属表面存在化学或物理性质的不均匀性，例如较大的成分波动、非金属夹杂、异物粘附、机械损伤、氧化膜裂隙等等，使得表面钝化膜可能被破坏。
失去了钝化膜的金属表面即处于活性溶解状态，此时如果遇到一定浓度的电解质溶液，电解质溶液中的侵蚀性阴离子（如Cl-）会受活性的金属表面阳离子作用而发生电迁移，富集于金属阳极表面，引起金属电极的腐蚀电位升高;当金属阳极腐蚀电位高到一定程度，达到形成腐蚀核的临界值，阳极开始溶解，阳极电流急剧增大，同时在金属表面形成凹坑。
小孔腐蚀预防与处理一般来说，光滑、清洁和干燥的表面上不易发生小孔腐蚀。
轴承零件发生腐蚀的原因有很多，最常见的是潮湿空气、海风海水、汗液的侵蚀，防锈油（脂）氧化变质，以及工序间各种化学处理过程（如酸洗、酸印等）未能及时中和并清洗干净等等；还有目前一些地区环境污染严重，酸雨、酸雾频繁发生，其中富含的硝酸、盐酸使得零件产生小孔腐蚀的倾向大增[3]。
小孔腐蚀的形成必须具备2个条件：金属表面钝化膜有局部破坏和金属表面有侵蚀性阴离子（如Cl-）存在。
GCr15轴承钢零件表面缺陷分析
0.0
Ds
臆2.0
2.5
图 3 缺陷处微观形貌
图 4 缺陷处组织形貌
图 5 裂纹开口处组织形貌 图 6 裂纹延伸处组织形貌
GCr15 轴承钢零件表面缺陷分析
39
1.4 扫描电镜能谱分析 采用德国卡尔蔡司公司生产的 EV018 型扫 描电镜对近裂纹处的夹杂物进行扫描。B 类细系 夹杂物和 Ds 类细系夹杂物扫描结果分别如图
（4）金相检验分析表明，近裂纹处夹杂物含 量高，B 类细系达标准要求临界值，Ds 类夹杂物 超标准要求，推断裂纹的产生与钢材内在质量有 一定关系。正常处金相组织为回火索氏体+粒状 碳化物，缺陷深度 1mm 左右，裂纹大多沿晶或穿 晶开裂，其内部存在灰色氧化物，裂纹缝隙边缘 无明显脱碳现象；
（5）能谱[5]分析研究认为，夹杂物主要来源包
3 预防措施 渊1冤生产企业在轴承钢冶炼前必须加强对各 种原辅材料质量的控制袁杜绝使用锈蚀严重的废 钢袁需强化合金添加剂进厂检验袁质量差的辅料 禁止在轴承钢冶炼中使用曰 渊2冤冶炼过程中须密切关注连铸坯结晶器保 护渣袁防止发生保护渣掉入钢水中形成夹杂物曰 渊3冤采用优化合理脱氧工艺袁强化搅拌与脱 氧操作袁降低钢水中夹杂物的含量曰 渊4冤控制结晶器液面袁使用性能优良的保护 渣是防止钢中夹杂物的有效措施袁冶炼质量的好 坏影响轧材的质量袁轧钢过程同样须严格按工艺 要求执行袁才能使圆钢的表面质量和内在质量得 以改善曰 渊5冤 零件生产企业使用 GCr15 轴承钢圆钢 再加工过程中袁应严格控制淬回火工艺[6]院首先袁 要控制好加热温度和保温时间两个工艺参数曰其 次袁通过内部工艺试验袁制定合理的冷却速度曰最
【Keywords】crack defect; inclusions; oxide; quenching
轴承的锈蚀分析及防范
轴承的锈蚀分析及防范１前言轴承的开发和生产工作至关重要，但轴承生产、装配及保管过程的防锈工作也不容忽视。
轴承企业必须把轴承防锈工作做为一项重要工作来抓。
２锈蚀原理所谓的轴承腐蚀，即轴承内、外套圈由于和外界介质发生化学作用或电化学作用而引起的破坏。
化学腐蚀是金属和介质发生化学作用而引起的腐蚀，是没有电流产生的腐蚀过程。
在一定温度下，铁直接和氧发生化合，生成铁的氧化膜覆盖于铁的表面。
而电化学腐蚀则不同，是金属和介质发生电化学反应而发生的腐蚀，是有电流产生的腐蚀。
它是阳极区的铁离子发生离子化而转入介质中，并且和水分子发生水合作用而形成水合离子，铁在离子化的同时把电子留在金属中。
这时在阴极溶解在水中的氧获得电子而和水分子形成氢氧根离子。
１２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ→２ＯＨ－，其结果：Ｆｅ２＋２ＯＨ－→Ｆｅ（ＯＨ）２。
因Ｆｅ（ＯＨ）２不安定，进一步与溶于水中的氧和水作用，而生成不溶于水、红褐色的Ｆｅ（ＯＨ）３；又因为电化学腐蚀在大多数情况下，这种阳极和阴极过程在不同位置局部发生，而不能生成氧化膜。
故电化学腐蚀要比化学腐蚀危险得多，所以轴承套圈腐蚀多属于电化学腐蚀。
３轴承产品锈蚀的原因应该说，对轴承部件的清洗非常重要。
锈蚀的主要原因是大气腐蚀，一般在相对湿度小于１００％的大气中，金属表面上吸附水份称作湿气吸附膜。
当湿度加大或温度降低就会以“露珠”形式凝在金属表面上。
由于钢铁本身含有夹杂物，表面也有灰尘、杂物，在水分子的作用下使金属表面遭到侵蚀，被破坏和腐蚀。
另外，酸如果吸附在金属表面，也使产品表面产生化学反应，而被腐蚀。
所以轴承产品的清洗是非常重要的。
腐蚀性盐类、尘埃、杂质及防锈材料的成份使用不正确或不及时化验甚至用错防锈材料亦造成腐蚀；另外不遵守合理的防锈制度和规程、防锈油脂质量差、包装材料质量差、库存自然环境差也是造成轴承产生锈蚀的原因。
４轴承锈蚀的预防措施４．１在生产过程中防止轴承锈蚀的方法４．１．１保持轴承清洁应使轴承保持清洁并与空气隔离（涂防锈油脂或其他保护层），要避免大气中的湿气凝结在轴承表面上。
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轴承钢显微孔隙产生的原因及预防措施
孟庆武 朱锦(本溪钢铁集团公司)
R eason s L eading to M icro 2ho le in B earing Steel and Its P reven tive M easu res
M eng Qi ngwu Zhu J i n (B enx i Iron and Steel Group Co .)
显微孔隙是轴承钢内部组织缺陷之一,从金相检验图片上看,为沿晶界断续形成不规则形状的裂纹或孔隙,显微孔隙缺陷区大都出现于钢材的中心部位,沿轧制方向呈现条带状分布。
经分析,缺陷区有碳化物偏析,局部区域出现大块碳化物堆积现象。
这种缺陷常发生在铬轴承钢中,在本钢特钢公司主要出现在570～120规格的产品中。
几年来,特钢公司通过开展一系列工作,对其产生的原因有了一定的认识,采取相应措施,使570
～120规格材显微孔隙一次合格率由1997年的86.85%提高到2001年的96.69%。
1 检验结果及分析
1.1 加热工艺对显微孔隙的影响
轴承钢含碳量为1.0%左右,属过共析钢。
浇铸时一次碳化物(Fe 3C )产生枝晶偏析。
在加热过程中,碳化物如不能溶解扩散,在钢材上即产生液析。
但如果加热温度过高,扩散时间过长,低熔点组元或夹杂物、共晶碳化物即熔化成液态或半液态,在外力作用下形成晶间裂纹或沿晶界撕裂,如果在以后的轧制中不能焊合,即形成显微孔隙。
表1为轴承钢显微孔隙与碳化物液析的对比。
表1 轴承钢显微孔隙与碳化物液析对比关系
检验批次显孔出现批次液析出现批次两者同时出现批次
2820
174
88
1
从表1可看出,液析与显微孔隙是对立的,基本不同时出现。
从统计情况看,产生显微孔隙的炉号,仪表显示温度为1270～1295℃,去除炉温与钢温的温差,这样钢锭的实际温度为1220～1240℃。
根据技术规程,轴承钢合理加热温度应为1180～1200℃,因此实际加热温度偏高。
另外,在生产检验中,发现显微孔隙周围有针状碳化物,为过热组织。
1.2 加工工艺对显微孔隙的影响
本钢特钢公司生产的轴承钢规格为525～180,其中525～65为300分厂产材,570～120为650分厂产材,5125～180为锻钢分厂产材。
工艺流程如下:
(1)525～65材
炼钢分厂电炉炼钢、炉外精炼、真空脱气→模铸610kg 锭→650分厂加热、650机组开100方坯→300分厂加热、300机组成材;
(1)570～120材炼钢分厂电炉炼钢、炉外精炼、真空脱气→模铸610kg 锭→650分厂加热、650机组成材;
(3)5125～180材炼钢分厂电炉炼钢、炉外精炼、真空脱气→模铸980kg 或1445kg 锭→锻钢分厂加热、5t 汽锤开200方或240方→中间坯清理→锻钢分厂加热、2t 或5t 汽锤成材。
由以上工艺可见,300分厂比650分厂成材轧制压缩比大。
表2为轴承钢显微孔隙与加工工艺的关系。
孟庆武,工程师,1989年毕业于沈阳冶金机械专科学校锻压工艺及设备专业,1998年毕业于东北大学工业工程专业,现任本钢特殊钢公司650轧钢分厂生产厂长(117001)。
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23・鞍钢技术
AN GAN G T ECHNOLO GY 2003年第1期
表2 轴承钢显微孔隙与加工工艺的关系
规 格检验批次出现批次出现率,% 525～65(300轧钢分厂材)1242211.69 570～120(650轧钢分厂材)111314012.58 5125～180(锻钢分厂材)465132.79从表2中看出,525～65材显微孔隙出现率最低,而570～120材显微孔隙出现率最高,占总量的80.46%。
在650分厂产品规格中,570～90压缩比为19.7%～11.9%,595～105压缩比为10.7%～8.7%,5110～120压缩比为7.9%～617%。
可见,5110～120的压缩比最小,日常检验已证明5110～120显微孔隙出现率最大。
锻造状态下不易出现显微孔隙。
在锻造状态下,因应力状态是三向压应力,变形易渗透到中心部位,焊合作用相对较大,而轧制状态下的应力状态是两压一拉,变形不易渗透到中心部位,焊合作用相对较小,因而易形成显微孔隙。
由数据统计可知,轴承钢显微孔隙的显微检验和宏观检验存在对应关系,宏观试片低倍中心疏松严重,微观则出现显微孔隙,尤其是5120的组距出现显微孔隙,其中心疏松不合格率达100%。
这是由于加工不当,使钢材心部受力不足所致。
表3反映了显微孔隙与疏松的对应关系。
表3 轴承钢显微孔隙与中心疏松的关系
类 别疏松合格率,%疏松平均级别有显微孔隙92.980.98
无显微孔隙96.500.61
由以上分析可知,轧制压缩比大小直接影响轴承钢显微孔隙是否能够消除。
2 实验结果及分析
5110～120材最易出现显微孔隙,主要原因为其压缩比小,轧制变形不易渗透到中心。
因此,如改进轧制道次变形量的分配,适度加大某道次压下率,也可以使变形渗透到中心部位,增强焊合作用。
表4示出了轧制工艺的改变对显微孔隙的影响。
表4 轧制工艺改变对显微孔隙的影响
锭 型工艺(进行35炉试验)显微孔隙出现率,% 610kg轧制(5120的预备方产5120)19.15
610kg轧制(5130的预备方产5120)2.30
从表4可看出,将650轧机一架入二架预备方由5120的145×137改为5130的155×170,保证二、三架轧件充满孔型,加大道次变形量,则一次合格率明显提高,说明采用加大预备方的方法是可行的。
3 显微孔隙预防与消除措施
结合显微孔隙形成原因分析,在650轧钢分厂采取如下措施,可以预防并消除显微孔隙。
(1)控制加热温度
加热温度过高会引起显微孔隙,加热温度得当,可以预防显微孔隙。
轴承钢钢锭的加热温度应控制在1180～1200℃,炉内气氛的温度应控制在1230～1250℃。
(2)控制出钢速度
根据加热炉情况,轴承钢控制1150℃以上的扩散时间为2.5h左右,对应出钢速度控制在45支 h,可以保证钢锭内外加热温度均匀、组织一致。
(3)改进轧制工艺
改一架入二架由5120的预备方变为5130的预备方,增加二架道次压下量,使变形渗透到中心,增强焊合作用。
4 结论
650轧钢分厂对轴承钢钢锭通过采取控制加热温度1180～1200℃,1150℃以上的扩散时间2.5h左右,对应出钢速度控制在45支 h,改一架入二架由5120预备方变为5130预备方,增加二架道次压下量等措施,减少或消除了显微孔隙。
(编辑 孙永方)
收稿日期:2002-08-18
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孟庆武朱锦 轴承钢显微孔隙产生的原因及预防措施。