一、  概述

送檢樣品從外觀看，屬于組合型的軸承類的零件，斷裂發(fā)生在外圈的軸套上，且已經(jīng)嚴(yán)重變形。斷裂的外圈軸套見圖1，內(nèi)圈軸瓦見圖2。

圖1    斷裂的外圈形貌 

圖2    內(nèi)圈的形貌

二、  宏觀分析

對斷裂的外圈試樣各個部位進(jìn)行了編號，見圖3，各部位對應(yīng)的內(nèi)壁形貌見圖4~7。內(nèi)壁形貌顯示內(nèi)壁有嚴(yán)重的擦傷磨損痕跡，且擦傷磨損痕跡非常不均勻，局部磨損痕跡已經(jīng)氧化變黃，在斷口位置磨損痕跡已經(jīng)氧化發(fā)黑。斷裂源位置位于圖8中虛線白圈的位置。對應(yīng)的位置側(cè)面是嚴(yán)重的磨損及氧化發(fā)黑區(qū)域，見圖10。

圖3    對外圈的位置編號示意圖

圖4    1~3位置的內(nèi)壁形貌 

圖5    4~5位置的內(nèi)壁形貌 

圖6    5~6位置的內(nèi)壁形貌 

圖7    6~7位置的內(nèi)壁形貌

圖8    7位置斷口形貌 

圖9    7位置內(nèi)壁的擦傷磨損痕跡

圖10    7位置斷裂源位置與擦傷磨損痕跡的對應(yīng)關(guān)系

在體視顯微鏡下進(jìn)行斷裂源觀察，斷裂源位于圖12和13中箭頭所示部位。圖14顯示的是外圈內(nèi)壁邊部的金屬條損傷掉落的形貌。

圖11    體視顯微鏡下的斷裂源

圖12    體視顯微鏡下的斷裂源 

圖13    斷裂源對應(yīng)的內(nèi)壁形貌

圖14    2位置邊部金屬條損傷形貌

三、  掃描電鏡分析

圖15是斷裂源位置的形貌，圖16是斷裂源區(qū)嚴(yán)重氧化腐蝕后斷續(xù)狀的疲勞紋形貌，圖17是斷裂源區(qū)較為清晰的疲勞紋形貌。圖18為擴(kuò)展區(qū)的解理斷口形貌，圖19為終斷區(qū)的變形撕裂的解理斷口，并可見解理刻面間有撕裂裂紋。

圖15   斷裂源區(qū)的形貌 

圖16    斷裂源區(qū)斷續(xù)狀的疲勞紋

圖17   疲勞源區(qū)清晰的疲勞紋

圖18    斷裂擴(kuò)展區(qū)的解理斷口形貌

圖19    終斷區(qū)撕裂變形的解理斷口及其間的撕裂裂紋

將試樣傾斜后，暴露出斷裂源見圖20，圖21和22為局部放大，圖21顯示斷裂源位于內(nèi)壁邊部凸起的金屬條和內(nèi)壁的交界位置，該位置正好有一明顯的金屬剝落形成的小坑，圖22顯示內(nèi)壁側(cè)的坑有嚴(yán)重的氧化污染，圖23和24顯示斷裂源附近的內(nèi)壁側(cè)有密集的金屬剝落形成的小坑，坑內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)多條裂紋。

圖20   試樣傾斜后暴露出來的斷裂源形貌 

圖21   斷裂源的放大

圖22    斷裂源的進(jìn)一步放大 

圖23   斷裂源附近內(nèi)壁側(cè)金屬剝落產(chǎn)生的坑 

 圖24    圖23的局部放大

四、  結(jié)論

（1）斷裂屬于單源疲勞斷裂。

（2）斷口分析可以得出的斷口的形成有兩個原因：

第一，外圈軸套的內(nèi)壁磨損不均勻，且有不同程度的氧化，說明外圈軸套與軸瓦的安裝存在較大偏差，且運(yùn)行過程中潤滑不良，斷裂源即位于磨損較大且氧化發(fā)黑的1和7位置的交界區(qū)域。

第二，結(jié)構(gòu)設(shè)計上存在不足，外圈內(nèi)壁的邊部有一條凸起的金屬條，金屬條與外圈內(nèi)壁過度圓角不足，導(dǎo)致該部位有嚴(yán)重的應(yīng)力集中。在2位置，已經(jīng)出現(xiàn)了金屬條掉落，1和7位置的斷裂源也位于這個部位。

（3）需要進(jìn)一步完善材質(zhì)、性能、組織等分析工作，確定斷裂否是與材質(zhì)不符合、軸瓦匹配不足等原因相關(guān)。