(整理)常见轴承损坏说明

常见轴承套圈和保持架损坏的原因及其应对措施

对于断裂的说明：

机械零件断裂失效的形式从大范围分可以大致分为四类：

1、韧性断裂失效

在断裂之前发生明显的宏观塑性变形的断裂，称为韧性断裂，即当韧性较好的材料所承受的载荷大于该材料的强度极限时，会伴随发生韧性破坏，此外该过程是一个缓慢的过程。

值得一提的是造成断裂失效的载荷类型主要分为四类：

（1）：拉伸塑性变形方式为颈缩，颈缩的大小反映塑性的大小。生活中最常见的形象化的例子是：拉面条。在拉面条的过程中，面条中间部分会越拉越细，到一定程度，面条断开。（2）：扭转断口呈剪切型，断口上的纤维沿剪切应力方向分布，且以扭转轴为中心，近似为圆心。生活中最常见的形象化的例子是：拧麻花，效果毋庸赘言。

（3）：冲击是轴承断裂失效中最容易让人想到的类型，因为在安装过程中有过多的敲击、锤击等等不得当行为。冲击断裂试件的宏观外形往往也有45°剪切唇口。

（4）：压缩在压应力作用下产生韧性断裂时为剪切断裂。

2、脆性断裂失效

脆性断裂之前不发生或很少发生宏观可见的塑性变形，断裂之前没有任何预兆，裂纹长度一旦达到临界长度，即以声速扩展，并发生瞬间断裂。

断裂前没有可以察觉到的塑性变形，断口表面平齐，断口边缘没有剪切唇口，或唇口很小。断口的颜色比较光亮；有时灰暗（比韧性金属的纤维状断口要亮）。

很可惜的是，这种断裂方式在轴承断裂中很少见，一般轴承用钢在常用的温度下为韧性金属（韧性金属和脆性金属之间没有明确的界定，两者可以相互转变----由韧脆转变温度决定）。关于钢材中各元素的作用见附录1。

3、应力腐蚀断裂失效

金属构件在某种特定的腐蚀环境中，与相应水平的应力共同作用下发生的低应力脆性破坏。值得一提的是，这种应力可以是外载，也可以是由各种加工过程和装配过程所形成的内应力；腐蚀环境是指能够造成电化学腐蚀的各种电解质溶液；低应力脆性破坏是在应力水平低于材料的屈服极限的情况下造成的脆性破坏，破坏形式是以裂纹的扩展而引起的失稳断裂。

即使是塑性或韧性非常好的材料，其应力腐蚀断裂的宏观形貌都是完全脆性的。断口表面常常被腐蚀产物所覆盖，颜色比较灰暗。

应力腐蚀裂纹扩展过程中会发生裂纹分叉现象，而且分的比较多。

判断应力腐蚀断裂的最有效方法是分析断口表面是否有腐蚀产物存在。

这种断裂方式是轴承断裂分析中最容易忽略的，因为肉眼和常理无法区分，容易和脆性断裂混用（当然这都是不专业的人做的事）。

4、疲劳断裂失效

在整个机械行业，疲劳断裂可能是断裂失效比例中最大的一种，很可惜在轴承断裂中，不是。由于轴承特殊的结构特点，在疲劳断裂失效之前，轴承失效模式会以另外一种形式表现出来：疲劳剥落或者疲劳磨损。

这里插入一些关于疲劳磨损的说明：疲劳磨损发生的过程类似于整体疲劳断裂发生的过程，同样包含裂纹的萌生、扩展及最后的断裂。

疲劳裂纹的萌生受很多因素的制约。一般来说，对于润滑良好，材质均匀无损伤的纯滚动接触表面，裂纹多发生于次表面层最大剪切应力处，裂纹的扩展比较缓慢，其损伤的断面比较有光泽。对于有滑动的情形，由于滑动摩擦力的作用，裂纹萌生的位置将移动表面。在润滑不良、表面有伤痕的情况下，裂纹将起源于表面，然后沿与滚动方向成20°~30°的方向向表面层下扩展，然后产生材料点状脱落，形成凹坑。

轴承钢中常见元素的作用：

1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结

合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。

3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般锰量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。

5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通

常称易切削钢。

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