磁粉探伤检测中轴承套圈线性磁痕的形成原因

刘秀莲，班 君，罗 燕

（1.中航工业哈尔滨轴承有限公司 工程技术部，黑龙江 哈尔滨150025； 2. 中航工业哈尔滨轴承有限公司 研发中心，黑龙江 哈尔滨150025）

磁粉探伤检测中轴承套圈线性磁痕的形成原因

刘秀莲1，班 君2，罗 燕2

（1.中航工业哈尔滨轴承有限公司 工程技术部，黑龙江 哈尔滨150025； 2. 中航工业哈尔滨轴承有限公司 研发中心，黑龙江 哈尔滨150025）

某轴承外圈在磁粉探伤检查中发现，在轴承外径某个区域内出现轴向线性磁痕。通过磁粉探伤、金相检验、显微硬度检验、能谱分析等方法和综合分析，确定了次表面连续分布的条带状碳化物是造成轴承套圈线性磁痕的原因。

轴承套圈；磁痕；磁粉探伤；碳化物

1 前言

随着轴承在机械零件中的位置越来越重要，对其质量要求越来越高。无损检测技术是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，检测出轴承的缺陷。磁粉探伤是无损检测的方法之一，是指铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。

2 检验与分析

2.1 金相检验与分析

首先对图1所示1#试样的横截面的外径、外内径和中间部分（距离外径和内外径的中间位置）分别进行观察，然后对1#试样的纵截面的外径、外内径和中部部分（距离外径和内外径的中间位置）分别进行观察，发现1#试样的横截面的外径有聚集的碳化物，见图2。1#试样纵截面的外径（平行于磁痕方向）存在着连续分布的白亮组织，见图3，这种连续分布的白亮组织即能够造成连续的磁场漏磁现象，在套圈表面显示出一条垂直于磁力线方向的磁性痕迹，因此这种沿着试样线性磁痕方向的呈条带状分布的白亮组织就是造成磁痕的原因。

图1 1#试样套圈磁痕位置

图2 横截面外径聚集碳化物

图3 纵截面外径聚集碳化物

2.2 显微硬度检验

对1#试样进行显微硬度测试，用TUKON2500维氏硬度计，分别对试样基体、碳化物和剥落坑附近进行维氏硬度测试，测试结果见表1。由测试结果表明：基体硬度平均值为694.5 HV，剥落坑附近的显微硬度与碳化物的显微硬度大致相同，平均值均在1 000HV以上，剥落坑附近区域的显微硬度明显高于基体硬度，说明剥落坑可能是碳化物聚集后，在试样磨制抛光时有部分剥落造成的。

表1 不同组织的维氏硬度

2.3 扫描电镜及能谱分析

通过扫描电镜对1#试样横截面与纵截面部分进行观察，没有发现显微裂纹和夹杂。在横截面发现的碳化物并没有成片状分布，而在纵截面外径的（平行于磁痕）方向，发现异常的带状组织，呈片状分布，所以可以判定磁痕是由于次表面的条带状碳化物引起的。

对1#试样进行微区EDS分析，见表2。碳化物中主要富Cr元素，而基体中主要含Fe，Cr的含量相对少些，通过对异常区和基体EDS分析可知，基体和异常区合金元素不同。由于合金元素与碳结合形成大量的碳化物，导致碳化物聚集呈条带状分布在基体中，磁粉探伤检测造成沿轴向的连续漏磁现象，在轴承外圈表面留下大量

表2 1#试样EDS检测表

的磁粉聚集痕迹。

3 结论

（1）通过分析，轴承外圈磁痕位置未发现夹杂和裂纹，有少量的凹坑存在，这是试样磨制抛光时碳化物剥落造成的。

（2）轴承外圈的次表面存在大量连续分布的富Cr碳化物，造成轴承外圈表面漏磁，在磁粉探伤时磁粉在此处聚集形成磁痕，因此次表面连续分布的条带状碳化物是造成轴承套圈线性磁痕产生的原因。条带状碳化物的存在会造成轴承硬度和组织不均匀、耐冲击性和韧性下降，降低轴承的力学性能和使用寿命。

（编辑：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.

刘秀莲（1964-），女，高级工程师 .