轴承钢滚动接触疲劳诱发白蚀区的研究进展

本文综述了轴承钢在滚动接触疲劳时诱发的白蚀区显微结构特点、形成机理及其与轴承钢显微组织之间关系的研究进展。白蚀区是轴承服役过程中在赫兹接触产生的特殊应力场中形成的一种特殊的滚动接触疲劳显微组织演变，也被称为蝴蝶组织。其出现在轴承钢L10寿命的1/1000左右，可作为轴承钢早期失效的重要指征。白蚀区的显微结构为纳米级铁素体晶粒并伴随有碳化物的溶解，固溶体中碳原子在纳米晶粒边界处偏析，整体相对于原始基体呈现贫碳。白蚀区硬度高于原始基体组织，这是因为纳米级亚结构和固溶体中的碳使硬度升高。白蚀区的形成机理为疲劳裂纹表面在循环的交变应力下反复摩擦、挤压、撞击所诱发的剧烈塑性变形。轴承钢的显微组织对白蚀区的出现起决定性作用。白蚀区既可起源于夹杂物，也可起源于碳化物，且与夹杂物和碳化物的种类、数量、形状直接相关，因此调控轴承钢的制钢工艺参数可有针对性地设计出避免白蚀区出现的显微组织。