不同方法的軸承套圈夾雜物無損檢測

陳翠麗

(洛陽LYC軸承有限公司 航空精密軸承國家重點實驗室， 洛陽 471003)

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不同方法的軸承套圈夾雜物無損檢測

陳翠麗

(洛陽LYC軸承有限公司 航空精密軸承國家重點實驗室， 洛陽 471003)

利用磁粉檢測(黑磁粉、熒光磁粉)與超聲檢測(A型顯示、相控陣)等四種無損檢測方法，分別對鐵路軸承套圈的夾雜物進行了檢測試驗，并且與金相分析結果進行了對比；最后，對上述四種無損檢測方法檢測軸承套圈夾雜物的表征進行了總結。

軸承套圈；夾雜物；磁粉檢測；超聲檢測；金相

鋼中非金屬夾雜物是指鋼中不具有金屬性質的氧化物、硫化物、硅酸鹽和氮化物。非金屬夾雜物在鋼中會破壞金屬基體的連續性，致使材料的塑性、韌性和疲勞性能降低，破壞鋼的冷熱加工性能乃至某些物理性能。

鐵路軸承套圈的原材料在冶煉中，可能遺留硅酸鹽夾雜物，對產品的可靠性產生影響，故軸承套圈中的夾雜物是重點檢測對象。

筆者以某鐵路軸承套圈試件(見圖1)為例，分別采用磁粉檢測(黑磁粉、熒光磁粉)與超聲波檢測(A掃、相控陣)方法對其進行檢測，最終通過金相分析結果進行對比，總結了不同無損檢測方法針對夾雜物的檢測特征。

圖1 鐵路軸承套圈試件外觀

1 磁粉檢測

磁粉檢測的原理是：在被檢測的鐵磁性試件上建立一個磁場，當試件表面或近表面材料有不連續缺陷時，試件表面和近表面的磁力線發生局部畸變而形成漏磁場；這種漏磁場會吸收顆粒極細微的磁粉，形成肉眼可見的磁痕[1]。通過觀察磁痕來確定試件表面(或近表面)有無缺陷或缺陷的分布情況， 以達到檢測的目的。

1.1 黑色磁粉檢測

黑色磁粉檢測采用的介質為黑色磁粉，黑色磁粉屬于非熒光磁粉。

按照鐵路行業標準TB/T1987《機車車輛輪對滾動軸承磁粉檢測方法》中磁化規范的規定，進行黑色磁粉檢測試驗，試驗參數為：設備型號，CJW-9000D;最大直徑，210 mm;連續法磁化周向電流/縱向磁勢,3150 A/4 000 NA(I=15D，I為電流，D為工件直徑);剩磁法磁化電流，周向電流6 300 A(I=30D);磁懸液體積濃度(黑磁粉)，1.8%。

1.2 熒光磁粉檢測

針對該試樣，采用熒光磁粉檢測進行復探,熒光磁粉與非熒光磁粉的檢測原理完全相同。按照鐵路行業標準TB/T1987中磁化規范的規定，進行熒光磁粉檢測試驗，試驗參數為：設備型號，CJW-9000D;最大直徑，210 mm;連續法磁化周向電流/縱向磁勢，3 150 A/4 000 NA(I=15D);剩磁法磁化電流,周向電流6 300 A(I=30D);磁懸液體積濃度(熒光磁粉),0.5%。

1.3 磁粉檢測結果

根據以上磁化規范制作試驗樣件，根據靈敏度試片的顯示程度確定磁化規范是否滿足試驗要求。

圖2(a)為黑色磁粉(非熒光磁粉)檢測缺陷樣件靈敏度的顯示,圖2(b)為熒光磁粉檢測缺陷樣件靈敏度的顯示(圖中箭頭指示的地方為缺陷顯示)。可見，圖2可清楚顯示樣件的缺陷情況，即以上磁化規范符合試驗要求。

圖2 缺陷樣件的黑色磁粉、熒光磁粉檢測結果

圖3 軸承套圈試件的黑色磁粉、熒光磁粉檢測結果

接下來，對軸承套圈試件進行檢測，結果如圖3所示。圖3(a)中部有明顯的磁痕聚集，呈線狀分布，與周圍背景形成明顯的對比。在磁粉檢測前，試件表面無人眼可見缺陷,故可判定缺陷為內部缺陷。在試件同一位置，圖3(b)同樣呈現明顯的磁痕聚集，呈線狀分布，與周圍背景形成強烈的對比；磁痕明顯且銳利，該處磁場有強烈的外溢。

2 超聲波A掃檢測和相控陣檢測

根據GB/T4162 -2008《鍛軋鋼棒超聲檢測方法》標準，選用靈敏度為φ1 mm，5×5F10的雙晶直探頭進行超聲A掃檢測。選用靈敏度為φ1 mm，32×128晶片的陣列探頭進行超聲相控陣檢測。經超聲A掃和超聲相控陣檢測，均發現軸承套圈外表面的內部波形異常，檢測結果如圖4,5所示。

圖4 軸承套圈試件的超聲A掃顯示

3 金相分析

切取套圈試件的檢測異常區域制取金相試樣后觀察，夾雜物形貌見圖6，7，可見在波形異常區域有硅酸鹽夾雜物。

The Nondestructive Testing of Inclusions in Bearing Ring by Different Methods

CHEN Cui-li

(State Key Laboratory of Aerospace Precision Bearings, Luoyang LYC Bearing Co., Ltd., Luoyang 471003, China)

The nondestructive detection method for railway bearing ring inclusion is discussed in this paper. The black powder, fluorescent magnetic particle, ultrasonic A-scan, and ultrasonic phased array testing were used on the inclusion of the products, respectively, and comparison was made with the metallographic analysis of the specimen. Finally, the characteristics of the bearing sleeve ring inclusion flaws are summarized.

Bearing ring; Inclusion; Magnetic particle inspection; Ultrasonic testing; Metall graphy

圖5 軸承套圈試件的超聲相控陣檢測結果

圖6 夾雜物形貌 500×

圖7 夾雜物形貌 200×

2016-04-12

陳翠麗(1980-),女，工程師，學士，主要從事零部件的無損檢測工作。

陳翠麗，E-mail: chencuili88@163.com。

10.11973/wsjc201612016

TG115.28

A

1000-6656(2016)12-0065-03