钢球疏松：轴承寿命的“隐形刺客”
引言
钢球表面剥落是轴承常见失效故障模式之一，驰创多年来累计分析轴承失效案例不可胜数，就在近日的技术服务中，我们使用金相显微镜再次捕捉到这一经典的失效形态。
1、外观检查
进行强化寿命试验时两套轴承的钢球发生了早期剥落。如下图所示分别为Ⅰ轴承、Ⅱ轴承剥落的钢球和未剥落的钢球。
⭕️Ⅰ剥落钢球剥落面积约占钢球表面 4/5，剥落表面粗糙不平；
⭕️未剥落钢球表面呈浅黄色，见图1所示。Ⅱ剥落钢球剥落面积约占钢球表面 4/5，剥落表面粗糙不平；
⭕️未剥落钢球表面呈浅黄色，见图2所示。
2、电镜扫描分析
⭕️Ⅰ钢球剥落区域较大，剥落区域中间有疲劳条纹，推断剥落源在剥落区域中间，见图 3所示；
⭕️剥落源为表面起源型，存在粘着磨损现象，未见明显非金属夹杂物和冶金缺陷，见图4-6所示；
⭕️剥落源处能谱分析含有 Fe、C、Cr元素，见图7所示；
⭕️Ⅱ钢球剥落区域较大，剥落区域中间较平坦，推断剥落源在平坦部位，见图 8所示；
⭕️剥落源为次表层起源型，剥落源处存在一处点状夹杂，见图 9-10所示；
⭕️剥落源处夹杂物成分含有 O、Al、C、Ca、Fe、S、Si元素，见图 11所示。
3、热酸洗分析
依据 GB/T 226-2015标准对样品钢球进行热酸洗检查。
⭕️Ⅰ剥落钢球两极上有少量细小点状疏松，其它部位未见疏松现象，剥落源在其中一极边缘附近，见图 13-14所示；
⭕️未剥落钢球两极上有少量细小点状疏松，其它部位未见疏松现象，见图15所示；
⭕️Ⅱ剥落钢球两极上有少量细小点状疏松，其它部位未见疏松现象，剥落源在钢球赤道附近，见图 16-17所示；
⭕️未剥落钢球两极上有少量细小点状疏松，其它部位未见疏松现象，见图18所示。
4、结论与分析
①所检Ⅰ轴承和Ⅱ轴承中剥落钢球剥落面积约占钢球表面 4/5，剥落表面粗糙不平，未剥 落钢球表面呈浅黄色。
②扫描电镜分析，Ⅰ剥落钢球剥落源在剥落区域中间，剥落源为表面起源型，存在粘着磨损现象，未见明显非金属夹杂物和冶金缺陷。Ⅱ剥落钢球剥落区域中间较平坦，剥落源为次表层起源型，剥落源处存在一处点状夹杂，夹杂物成分含有 O、Al、C、Ca、Fe、S、Si 元素。
③热酸洗检查，Ⅰ剥落钢球剥落源在其中一极边缘附近，Ⅱ剥落钢球剥落源在钢球赤道附近；未剥落钢球两极上有少量细小点状疏松，其它部位未见疏松现象。
综上分析，Ⅰ剥落钢球剥落源起源于表面，剥落源在其中一极边缘附近；Ⅱ剥落钢球剥 落源起源于次表层，剥落源处存在非金属夹杂物。
阶段1 钢球疏松在轴承初始运行阶段往往无明显外在表现，可通过精密仪器捕捉到异常信号：振动频谱、润滑油内金属成分、温升等。
外观：钢球表面出现零星分布的微小凹坑或浅表划痕。
阶段2 轴承噪音：沙沙声→咔嗒声，噪音逐渐变大。
外观：钢球表面损伤从微观脱落→局部剥落。
阶段3 尖啸声，轴承卡死。
外观：宏观失效，大面积剥落形成“陨石坑”状凹坑，且剥落区域边缘伴随放射状裂纹。在酸蚀检测中呈现点状、线状或片状暗斑，形似地图上的“陨石坑群”。
结语
钢球疏松的外观体现是材料缺陷与外部载荷共同作用的结果，其演变过程如同精密机械的“慢性病历”，针对此类“顽疾”，驰创一直坚持协同供应商优化生产工艺，严格把控钢球质量，并且反复测试轴承各类性能，力争将此类潜在失效风险降至最低，为工业传动系统提供稳定可靠产品。
