1.劣質(zhì)材料

　　如果軸承外圈存在材質(zhì)不良等缺陷，由于車輛運(yùn)行時(shí)軸承外圈與軸承座處于動(dòng)配合狀態(tài)，軸承外圈與軸承座在一定條件下蠕變不均勻或一般情況下不移動(dòng)，軸承座相對(duì)固定扣在軸承外圈上。根據(jù)金屬材料的損傷理論，裂紋和剝落起源于材料受力最大的地方，或者起源于材料在相同應(yīng)力下強(qiáng)度最弱的地方。按照車輛重量傳遞的順序:車體(搖枕)-心盤-搖枕-搖枕彈簧-側(cè)架，(軸承座)-軸承-輪軌。

　　因此，微型軸承上部與軸承座接觸的弧面部分承受的壓力最大，軸承外圈滾道在長時(shí)間的循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)中承受交變應(yīng)力，而軸承滾子與外圈滾道的接觸是線接觸，接觸線上的壓力很大。軸承長期運(yùn)行后，特別是大修后，如果軸承外圈材質(zhì)不良，在材質(zhì)不良處可能會(huì)發(fā)生材料疲勞，進(jìn)而出現(xiàn)局部剝落或其他故障。

　　G20CrNi2MoA滲碳鋼為亞共析鋼，常用于生產(chǎn)貨車滾動(dòng)軸承。GCr15軸承鋼是過共析鋼，其冶金質(zhì)量決定其質(zhì)量。非金屬夾雜物和碳化物的均勻性以及基體的強(qiáng)度是影響軸承壽命的兩個(gè)主要冶金因素。

　　1.1內(nèi)含物

　　A.內(nèi)生夾雜物:主要是冶煉過程中脫氧反應(yīng)的產(chǎn)物，尺寸較小，大部分上浮到渣中，少數(shù)來不及上浮而留在鋼中。其次，隨著鋼液在凝固過程中溫度的降低，氧和硫在鋼液中的溶解度降低，于是氧化物和硫化物不斷從鋼中析出，稱為內(nèi)生夾雜物。

　　B.外來夾雜物:主要是冶煉和澆注過程中從原料帶入鋼水中的夾雜物，尺寸較大，如礦石中的脈石、廢鋼表面的泥土和鐵銹等;爐體、鋼包、出鐵溝等內(nèi)壁剝落的耐火材料。鋼水混合引起的夾渣;出鋼和澆注時(shí)鋼水二次氧化等外部原因形成的夾雜物都是外來夾雜物。如果鋼中含有非金屬夾雜物，可能會(huì)導(dǎo)致劣質(zhì)材料和軸承剝落故障。

　　1.2碳化物的均勻性

　　碳化物分布和顆粒大小的不均勻性可視為缺陷，碳化物與馬氏體的界面容易引起應(yīng)力集中，成為裂紋的起源。軸承鋼淬火后的顯微組織直接影響軸承的疲勞壽命。能否獲得良好的調(diào)質(zhì)組織與鋼廠提供的退火鋼中碳化物的均勻性密切相關(guān)。因此，要提高軸承鋼的疲勞壽命，不僅要嚴(yán)格控制鋼中的非金屬夾雜物，還要注意改善碳化物的不均勻性。

　　1.3鍛造溫度對(duì)材料的影響

　　G20CrNi2MoA滲碳鋼為亞共析鋼，初鍛溫度為12450C。GCr15軸承鋼是過共析鋼，其初鍛溫度一般設(shè)定在1050-1100℃..當(dāng)鋼材加熱到一定溫度時(shí)，奧氏體晶粒迅速長大，使機(jī)械性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成過燒。有些過熱缺陷可以通過二次鍛造、回火和正火來消除;還有的頑固不化，無法通過熱處理消除。

　　當(dāng)鋼在較高溫度下加熱時(shí)，高溫金屬被爐內(nèi)的氧氣或其他氧化性氣體滲入晶粒內(nèi)，與鐵、碳、硫反應(yīng)生成易熔氧化物的共晶，破壞晶粒間的關(guān)系，使金屬的強(qiáng)度大大降低。即使沒有形成共晶，也會(huì)在晶粒周圍形成脆殼，削弱晶粒間的連接。這種金屬鍛造時(shí)會(huì)破碎，斷面晶粒粗大，呈淺灰藍(lán)色。這叫金屬過燒，過燒的金屬無法保存。只有嚴(yán)格控制爐溫，鋼才不會(huì)在高溫區(qū)停留太久，高質(zhì)量的鍛件才能保證合格的軸承鋼。

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　　2.微型軸承其他故障的延伸

　　2.1零件表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、分散或聚集的微小凹坑。

　　大部分的斑點(diǎn)是脫皮失效的源頭，是微觀的或者小的脫皮。在軸承高速運(yùn)轉(zhuǎn)期間，麻點(diǎn)導(dǎo)致材料弱化。微型軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾子與外圈線接觸，凹坑邊緣產(chǎn)生剪應(yīng)力。由于工作條件差，凹坑邊緣有時(shí)會(huì)切斷油膜，夾帶散落在周圍的剝離金屬物，使凹坑進(jìn)一步擴(kuò)大，造成軸承高溫高熱，有的還可能造成甩油缺油。隨著凹坑逐漸擴(kuò)大，滾子和外圈之間的線接觸面積變小。當(dāng)接觸面的壓力和應(yīng)力增大時(shí)，接觸面又會(huì)變小，多次循環(huán)后接觸面的壓力和應(yīng)力又會(huì)增大，導(dǎo)致故障逐漸發(fā)展，可能形成熱軸-缺油-剝落等。

　　2.2潤滑脂失效

　　潤滑脂具有機(jī)械安定性、膠體安定性、抗腐蝕性、氧化安定性、極壓性和抗磨性的特點(diǎn)，其分子具有堅(jiān)韌的承壓能力、抗磨性和聚合粘附能力。軸承和滾道的正常功能不能破壞油膜，即油膜將滾子與滾道隔開，保護(hù)滾動(dòng)面之間、滾動(dòng)體與保持架之間、軸環(huán)法蘭與滾子之間的摩擦，同時(shí)將運(yùn)行熱量擴(kuò)散到整個(gè)軸承，起到散熱的作用。油脂故障分為缺油和油脂干擾兩種，兩種故障的外向性特征明顯。缺油時(shí)，軸承容易轉(zhuǎn)動(dòng);嚴(yán)重缺油時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)明顯聽到滾子均勻下落的聲音，由于滾道和滾子缺乏油膜潤滑而形成摩擦熱。缺油多發(fā)生在使用2年以上的軸承上。

　　這種故障嚴(yán)重時(shí)，由于軸承缺乏脂潤滑，滾道和滾子之間沒有或沒有油膜保護(hù)，造成軸承干摩擦，可能導(dǎo)致軸承溫度高或軸熱，使軸承鋼質(zhì)量下降，進(jìn)而導(dǎo)致剝落或其他軸承故障。如果軸承在制造和維修時(shí)注入的油量過大，在裝載和使用后會(huì)因潤滑脂的干擾而產(chǎn)生較高的運(yùn)轉(zhuǎn)熱，從而可能造成甩油。由于缺乏油脂潤滑，軸承還會(huì)形成熱軸、脫皮或其他軸承故障。

　　2.3密封蓋和油封松動(dòng)脫落。

　　近年來，由于軸承廠的擴(kuò)建，一些軸承廠技術(shù)保障能力不足，生產(chǎn)的軸承在列車提速后達(dá)不到要求，齒與密封蓋的過盈量大。軸承裝上后，密封蓋、油封等軸承附件很容易松動(dòng)甚至脫出，微型軸承會(huì)出現(xiàn)甩油、缺油、混砂混水、油脂變質(zhì)，進(jìn)而因高熱而脫皮。

　　3.車輛超載和部分負(fù)載

　　車輛運(yùn)行過程中，會(huì)出現(xiàn)過載和偏心載荷，導(dǎo)致軸承承受過大的載荷，產(chǎn)生應(yīng)力集中。軸承內(nèi)外圈軌道面上或滾子上的薄弱部位，會(huì)因軸承負(fù)荷過載而承受非正常情況下的循環(huán)應(yīng)力，可能造成材料疲勞、點(diǎn)蝕或剝落失效。

　　4.車輪踏面磨損

　　車輛車輪踏面擦傷時(shí)，軸承在行駛中受到高頻率的動(dòng)載荷沖擊，其沖擊載荷和破壞力相當(dāng)大。根據(jù)有關(guān)資料，如果車輛以80kmm的速度行駛，8cm長的平疤車輪所承受的沖擊力是正常力的4.5倍，增加了車輪開裂和軸承配件損壞的可能性。軸承中最薄弱的部分受力，軸承零件因材料疲勞而剝離斷裂。