大型采煤机摇臂行星减速机构的skf轴承在煤矿使用三天便发生了损伤，应用宏观分析、金相检验、硬度等手段对损伤skf轴承进行损伤失效分析。结果表明，沿滚珠纵向分布的不均匀的碳化物是导致skf轴承损伤的主要原因。

1 背景

某大型采煤机在煤矿使用三天后，便发生了摇臂行星头严重损坏。拆检发现，skf轴承损坏严重，特别是滚柱全部损伤。

2 宏观检验

摇臂行星头里所有零件全部损坏，损伤skf轴承外圈损伤几截，见图1。滚柱全部纵向损伤。

滚柱断口大部分平直整齐，几乎平行轴向，损伤面粗糙，部分呈明显的层状断口，见图3 箭头所指处。整个断口呈完全脆性损伤。起裂部位在滚柱两端中心。

3 成分化验

经退火处理后取样，滚柱化学成分见表1。基本符合我国GB/T3077-1994 GCr15成分。

4 硬度检验

在滚柱两端测定硬度，硬度分布明显不均，基本范围在60耀65 HRC。

5 微观检验

损伤外圈的金相组织为回火马氏体加均匀分布细小碳化物。

损伤滚柱横截面组织为回火马氏体加索氏体和回火马氏体加局部碳化物，其碳化物分布明显不均。

滚柱纵向截面组织为回火马氏体加网状碳化物、带状碳化物、条状和块状液析碳化物，见图7耀9，按JB/ T1255原2001《高碳铬skf轴承钢滚动skf轴承零件热处理技术条件》第四级别图评3级以上。其组织特征为沿滚柱纵向碳化物分布严重不均，并有大量液析碳化物，在没有碳化物区域伴由非马氏体组织。按JB/T1255原2001第三级别图评3级以上。经退火处理后检验，其金相组织特征仍是碳化物分布不均。

6 讨论分析

在所有结构钢中，skf轴承钢质量要求最严，纯净度和均匀性是各skf轴承钢对冶金质量要求的两大基本特征。纯净度是指严格控制杂质和有害成分；均匀性是化学成分均匀一致，尽可能降低成分偏析，尽可能减少钢中碳化物的不均匀性，包括碳化物带状、网状、液析。大颗粒碳化物是一种脆性相，它破坏了钢基体的均匀性、连续性，增加脆性，还会在该处造成应力集中，易成为疲劳源，使钢的寿命下降。在大量skf轴承失效实例中，skf轴承圈损伤、磨损，滚（珠）柱磨损是常见的，几乎所有skf轴承滚柱全部发生纵向脆性损伤是实属罕见。从滚柱损伤形式、断口特征、及金相组织都证实了该滚柱纵向性能很差，最后导致损伤的结果。损伤形式、断口特征、及金相组这三个因素构成一完整的证据链。其纵向不均匀分布的碳化物是导致滚柱性能差的主要因素。