分析SKF轴承钢球中的裂纹
钢球是一种承载球轴承载荷的滚动元件。它是球轴承中最重要的零件之一。其处理过程非常复杂。从冷head或热轧，锻造毛坯到最终的清洁和包装，涉及许多过程。
工艺，每个工艺过程都会对钢球的内部质量和表面质量产生更大的影响。
钢球的制造质量将直接影响轴承的使用寿命，因此极为重要。
钢球的冶金缺陷导致轴承失效的情况很普遍，分析也不难，但是对于小尺寸钢球的开裂，尤其是由固有的冶金缺陷引起的裂纹，很难找到滚动体材料的方向是通过热酸洗，所以分析
难度会增加。
本文采用金相，硬度测试，宏观和微观观察与分析方法来拓宽思路并分析钢球裂纹的原因。  
 A公司发送了5个成品钢球进行检查，将其切成半粒。该材料是GCr15轴承钢。加工过程如下：φ6.0mm热轧圆盘连续铸造→球化退火冷拔成φ4.5mm→经过应力退火后冷轧成φ3.2mm→冷拔成φ2.5mm应力退火后→冷-成钢球→冷热加工成φ2.36mm成品钢球。
这批中有300万个钢球。在使用过程中，用户发现大约60片药片破裂了一半，并要求分析钢球破裂的原因。  
 1。观察与分析  
 1提交宏观形态检查的五个半晶粒钢球裂缝的中心部位材料呈线性分布，边缘光亮不均匀，有明显的挤压和磨损迹象。

图1送检钢球宏观形貌

　　（2）断口的微观形貌观察与分析

　　为了更详细地观察缺陷形貌，任取半粒钢球放置在JSM-6380LV扫描电子显微镜下变倍观察断口形貌，结果表明：钢球中心部位约3/5断口呈深浅不一平行的条带状，形貌自然、疏松，其余部位主要呈挤压、磨损状态，局部为瓷状断裂面，断口的微观形貌见图2～图5。采用EDS7582能谱仪对条带的多处部位进行微区成分分析，发现材料内存在异常元素，主要为氧、钙、镁及微量的钠。

　　（3）金相检验

　　取一粒钢球从心部条带处横向解剖，经磨制后观察发现：

　　①条带剖面深度约0.25mm，条带周围还存在一些小孔隙（见图6、图7）。

　　②将钢球沿条带磨制，并采用4%硝酸酒精溶液腐蚀后发现，条带主要位于带状碳化物上并与其方向一致（见图8）。

　　③钢球的带状碳化物按GB/T18254—2002标准评为2.5级（见图9、图10），不符合标准要求。

　　④钢球的淬回火组织过热且极不均匀，按JB/T1255—2014标准评定为大于4级，网状碳化物为2级，不符合标准要求（见图11）。

　　2.结果分析

　　根据宏观、微观观察分析及金相检验的结果可以确定：

　　（1）钢球是在安装到SKF轴承内部后使用过程中开裂的，开裂方向均为材料轧制方向。

　　（2）钢球心部存在明显的疏松条带，带状碳化物超标且表面含有氧、钙、镁等异常元素。另外，条带深度约0.25mm，由此确定钢球心部存在缩孔残余，属于冶金缺陷，这也是导致钢球在使用过程中发生开裂的主要原因。

　　（3）钢球的淬回火组织过热使其脆性增大，降低了抗压强度，使钢球更容易发生开裂。

　　3.结语

　　当钢球尺寸较小或断口挤压、磨损较严重时，无法确定材料轧制方向，也难以进行常规的断口分析，此时可以通过金相法，通过观察缺陷形貌与金相组织的关系找到开裂的主要原因。