汽车万向节轴承裂纹分析

轴承材料为Ger15，经锻造-机加工-淬火回火-粗磨-精磨后发现滚道表面有裂纹。

滚道表面裂纹经扫描电镜观察，其裂纹形态如图1所示，呈曲折状。将裂纹打开后在扫描电镜下的低倍形貌如图2所示。裂纹区断口与敲断部分断口有明显的分界处，从断口上可判断裂纹深度约1mm。高倍观察裂纹区断口形貌为沿晶断裂，如图3所示。而人为敲断部分的断口形貌为韧窝和准解理断裂，如图4所示。

在裂纹部位取样作金相检验，抛光态裂纹形态如图5所示。裂纹呈曲折状沿晶扩展，其深度约0.8mm。试样用3％硝酸酒精溶液浸蚀后，可见其显微组织为回火马氏体、颗粒状碳化物和残余奥氏体，裂纹两侧无脱碳现象，如图6所示。

分析结论：轴承钢在磨削时，由于磨削条件不良，如进刀量过大，冷却条件差，会造成磨削裂纹。磨削裂纹通常较浅，裂纹呈沿晶扩展特征，裂纹两侧显微组织基本无变化，只有在极其恶劣的磨削条件下，在磨削表面会形成二次淬火马氏体。根据对轴承裂纹形态的分析可得出该裂纹属磨削裂纹。

图1   SEI   l80×

说明：呈弯曲状为裂纹，平行条纹为磨削加工条纹，表面较粗糙。

图2  SEI   30×                                   图3    SEI   600×

图2：说明：将图1中裂纹打开后的断口形貌，裂纹深度约为1mm

图3：说明：裂纹断口形貌，为沿晶脆性断裂，局部区有准解理特征，磨削裂纹通常具有这种特征。

图4  SEI  600×

说明：人工敲断断口扫描电镜图像，韧窝和准解理断裂，此种特征为轴承钢正常断口特征。

图5   OMI   100×

说明：抛光态下裂纹形态，呈沿晶护展。

图6   OMI   500×

说明：裂纹附近显微组织回火马氏体，试样用3%硝酸酒精溶液浸蚀。