利用声发射技术监测低温环境下轴承钢的损伤
肖 晖 摘译，刘耀中 校
（洛阳轴承研究所 行业工作中心，河南 洛阳 471039
摘要：在轴承的重载接触区域经常出现疲劳损伤，深入了解疲劳损伤的起因和发展对于预测轴承零件的寿命具有重大意义。选择用声发射法监测低温下接触疲劳试验中的裂纹起源和扩展过程，通过分析试验中的声发射信号即可确定显微疲劳的起源和扩展过程。
关键词：轴承钢；接触疲劳；声发射检验；低温
中图分类号：TG115.57 文献标识码：B 文章编号：1000-3762(2003)01-0042-03
简介
在开发恶劣环境（本文指低温）中使用的高性 能钢制轴承时，由接触疲劳产生的损伤是一个重点研究课题。
涡轮泵轴承中的损伤以各种形式发生。套圈压痕、滚子变形、腐蚀、磨损、粘着、点蚀裂纹、剥落。如此多样的形式使对损伤的研究更为复杂， 下面将着重研究由疲劳产生的裂纹。
疲劳诱发裂纹的过程通常分为三个阶段，首先是裂纹起源，在材料内部出现新表面（显微裂纹），然后裂纹扩展，最后断裂。
裂纹起源，即在材料内部突然产生一个不可逆的新表面，会以波的形式释放能量。这种现象通常称作“声发射”。
为了监测液氮环境下（77K）接触疲劳试验中裂纹起源和扩展的过程，选择了声发射法。这种方法以前也曾用于判断疲劳引起的轴承损伤。
本文的试验装置包括疲劳试验机、检测系统和两种试验用轴承钢。一种是目前用于低温涡轮泵轴承的X105CrMo17，另一种是新开发的高氮钢XD15NW。
2. 试验室装置
2.1机械试验
利用一套球-盘试验装置（图 1）进行接触疲劳试验，以了解在高压应力下不同钢材的性能。此试验有两个优点：一是装置相对简单，二是与传统的疲劳试验（如在复曲面试样上的拉/推试验）相比，能较真实地反映轴承的性能。
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