NTN背衬滚动轴承外套开裂失效剖析
某机组一组背衬滚动轴承装机仅几十小时就发生一个NTN轴承外套开裂失效现象。一般情况下，轴承的失效形式主要是轴承前期疲惫失效，即滚道、外径面在应力的重复效果下发生剥落。关于背衬滚动轴承，尤其是在很短时刻就发生外套开裂，是有其特殊性的，为此进行开裂失效剖析，将背衬滚动轴承外套前期开裂失效形式及剖析简称情况共享如下。
1、查验进程及成果

1.1开裂套圈外观查验
开裂套圈微观描摹尺寸。所指是开裂方位；所指区域为接近断口邻近的外外表伤区。伤区沿外径长约 200 mm，在这 200 mm 规模内有 8 条微观可见的裂纹。这些裂纹位于套圈宽度的中心区域。对套圈外表进行冷蚀处理后，发现伤区有淡黄的烧伤色，其它区域为正常基体颜色，滚道面完好无缺。套圈外表呈现出“匍匐”的状况特征。

1.2断口微观查验

对断口进行微观查验，发现整个断口呈脆性开裂特征，断口平齐且具有金属光泽，笔直于正应力方向。断口上三区比较显着，开裂源位于外外表下约 10 mm 处，呈圆形,并以此为核心向四周呈放射状扩展，扩展区约占整个断口的 85%。从断口的微观描摹特征初步判断：该轴承受到相当大的应力。开裂源到外径外表之间有一倒 T 字形棱脊，棱脊下有裂纹，该裂纹与套圈外表的裂纹相连通。图 2 是整个断口的微观描摹。

1.3断口微观描摹

将 中带有微观开裂源的部位（红线标明区），用线切割办法截取制成微观剖析试样。置于 QUANTA400 型扫描电镜下进行微观断口描摹调查，发现开裂源在一裂纹下，裂纹呈倒 T 字形。开裂源为解理开裂，并快速扩展。开裂源、扩展区都没有发现能引起开裂的冶金缺点，见图 3。由裂纹两边微观描摹可见，裂纹邻近基体发生磨损。

1.4金相安排查验

将笔直断口的截面磨制、抛光后在光学显微镜下调查，发现套圈外表下存在压碎性裂纹，裂纹邻近没有发现能引起开裂的冶金缺点，与扫描电镜剖析成果一致。用 4%的硝酸酒精腐蚀，然后再在光学显微镜下调查，发现套圈的金相安排为回火马氏体+回火贝氏体+碳化物，存在必定程度的安排偏析，碳化物分布均匀，如图 5、 图 6、图 7 所示。从截面的金相安排可见断口与轧向笔直，标明开裂与安排偏析不存在直接对应关系。

1.5硬度测定

用手持硬度计分别在套圈外径外表上沿宽度方向测定微观硬度。图 1 中伤区两边区域硬度为 HRC60.5，宽度中心伤区硬度为 HRC50。其它部位不论边部仍是中心区域硬度均在 HRC61～HRC58 之间，契合技能要求。

2、剖析与评论

经过以上查验成果剖析：套圈外外表淡黄的烧伤色标明套圈发生了机械热损害，在热效果下该区域硬度由 HRC60.5 急剧下降到 HRC50，强度也大大降低，在机械力效果下很简单发生揉捏裂纹。裂纹的存在，显著地降低了开裂强度，且会在裂纹尖端发生应力集中。在下一次应力循环时，当应力达到或超越材料强度极限时，就会发生套圈前期开裂。

NTN套圈外表的热烧伤是因为装置过盈量太大形成的。材料记载：轧机轴承内、外套圈发生开裂的原因，绝大部分是因装置过盈量太大；轴或外壳的圆角过大；烧伤严重或冲击负荷过大等形成。关于背衬轴承承载的轧制力是否均匀主要取决于背衬轴承的尺寸精度。背衬轴承的原始尺寸精度十分高。其外环和内环的允许径向误差一般不小于 5 µm，并且在最大壁厚点处都标有箭头供装置时使用，将同壁厚轴承部件装在同一根轴上。装置背衬轴承时必须做到将断面高度尺寸相同的背衬轴承装置在一根轴上，即所有轴承端面上用于指示壁厚最大点处的箭头必须在一个方向上，使它们的外圆面保持一致，平行于心轴和轧制产品面。如果背衬轴承未能装置成一条直线，形成组合轴承外圆外表凹凸不平，轻者轧制进程中会呈现振荡，发生偏载，降低轴承使用寿命；重者，导致外套匍匐，而不是滚动，这样就发生严重的外表冲突。有冲突必定要发生冲突热，当热量不能及时导出，必定形成外表烧伤。

其次，尽管套圈内部安排正常，外径外表硬度契合技能要求，但存在必定的安排偏析，尽管安排偏析和此次的部件失效无直接对应关系，但确实也会影响材料的使用寿命，执役中在安排偏析薄弱区易形成开裂，这是一个不行忽视的安排因素。

3、定论与主张

经过以上查验剖析评论，可得出如下定论并提出主张：

(1) NTN套圈内部安排正常，外径外表硬度契合技能要求，除存在必定的安排偏析外未发现能引起开裂的冶金缺点。

(2) NTN套圈外外表因冲突而发生的机械热损害导致套圈呈现揉捏裂纹。裂纹的存在，显著地降低了开裂强度且在裂纹尖端发生应力集中。当应力达到或超越材料强度极限时，套圈发生了前期开裂。

(3)NTN 套圈外外表部分热损害是装置过盈量太大形成的。主张加强装置质量检查和办理。关于多辊冷轧机背衬轴承不但要关注选材、制作进程，其后续的装置调整以及使用保护等各方面也应严格办理。