瑞典軸承的早期失效形式重要包括開裂、塑性變形、磨損、腐蝕和疲勞，接觸疲勞是正常情況下的主要失效形式。除了使用條件外，瑞典軸承零件的失效主要受鋼的硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性和內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的制約。影響這些性能和狀態(tài)的主要內(nèi)部因素如下。
　　一.瑞典軸承損壞
　　1.淬火鋼中的馬氏體
　　當(dāng)高碳鉻鋼的原始組織為粒狀珠光體時(shí)，淬火馬氏體的含碳量明顯影響鋼在低溫淬火和回火時(shí)的力學(xué)性能。強(qiáng)度和韌性約為0.5%，接觸疲勞壽命約為0.55%，抗壓強(qiáng)度約為0.42%。當(dāng)GCr15鋼淬火馬氏體中碳含量為0.5% ~ 0.56%時(shí)，可獲得抗破壞能力最強(qiáng)的綜合力學(xué)性能。
　　應(yīng)當(dāng)留意，在這種情況下獲得的馬氏體是隱晶馬氏體，并且測(cè)得的碳含量是平均碳含量。實(shí)際上，馬氏體中的碳含量在微觀區(qū)域是不均勻的，碳化物附近的碳濃度高于遠(yuǎn)離碳化物鐵素體的碳濃度，因此它們開始馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度不同，這抑制了馬氏體晶粒的生長(zhǎng)和微觀形貌的顯示，成為隱晶馬氏體。它能避免高碳鋼淬火時(shí)容易產(chǎn)生的微裂紋，其亞結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)板條馬氏體，具有較高的強(qiáng)度和韌性。因此，只有在高碳鋼淬火時(shí)獲得中碳隱晶馬氏體，瑞典軸承零件才能獲得抗失效性最好的基體。
　　2.淬火鋼中的殘余奧氏體
　　高碳鉻鋼經(jīng)正常淬火后，可含有8% ~ 20%的Ar(殘余奧氏體)。瑞典軸承零件中的Ar有利有弊。為了揚(yáng)長(zhǎng)避短，Ar的含量要適當(dāng)。由于Ar的量主要與淬火加熱的奧氏體化條件有關(guān)，會(huì)影響淬火馬氏體的含碳量和未溶解碳化物的量，因此很難正確反映Ar量對(duì)力學(xué)性能的影響。為此，采用奧氏體化熱穩(wěn)定工藝獲得不同的氬含量，研究了氬含量對(duì)低溫淬火回火后GCr15鋼硬度和接觸疲勞壽命的影響。隨著奧氏體含量的增加，硬度和接觸疲勞壽命增加，達(dá)到峰值后下降。但峰值A(chǔ)r含量不同。硬度峰值出現(xiàn)在17%氬附近，而接觸疲勞壽命峰值出現(xiàn)在9%左右。當(dāng)試驗(yàn)載荷減小時(shí)，增加氬含量對(duì)接觸疲勞壽命的影響減小。這是因?yàn)楫?dāng)Ar用量較小時(shí)，對(duì)強(qiáng)度降低的影響不大，但增韌效果明顯。原因是當(dāng)載荷較小時(shí)，Ar中發(fā)生少量變形，不僅降低了應(yīng)力峰值，而且通過(guò)加工和應(yīng)力應(yīng)變誘發(fā)馬氏體相變，使變形后的Ar得到強(qiáng)化。但當(dāng)荷載較大時(shí)，Ar的塑性變形較大，地基會(huì)局部產(chǎn)生應(yīng)力集中而斷裂，從而降低使用壽命。需要指出的是，Ar的有益作用必須處于Ar的穩(wěn)定狀態(tài)。如果自發(fā)轉(zhuǎn)變成馬氏體，鋼的韌性會(huì)急劇降低而變脆。3.淬火鋼中的不溶性碳化物
　　淬硬鋼中未溶解碳化物的數(shù)量、形態(tài)、大小和分布受淬火前鋼的化學(xué)成分和原始組織的影響，也受奧氏體化條件的影響。關(guān)于未溶解碳化物對(duì)瑞典軸承壽命影響的研究很少。碳化物是一種硬脆相，不僅有利于耐磨性，而且碳化物與基體之間的應(yīng)力集中會(huì)產(chǎn)生裂紋，降低韌性和抗疲勞性。淬火未溶解碳化物不僅影響鋼本身的性能，還影響淬火馬氏體的碳含量和氬含量及分布，對(duì)鋼的性能有額外的影響。為了揭示未溶解碳化物對(duì)性能的影響，采用不同含碳量的鋼，淬火后馬氏體含碳量和含氬量相同，但未溶解碳化物含量不同。150回火后，由于馬氏體含碳量相同，硬度較高，少量增加未溶解碳化物，硬度增加不大，但反映強(qiáng)度和韌性的壓碎載荷降低，對(duì)應(yīng)力集中敏感的接觸疲勞壽命明顯降低。因此，過(guò)多的淬火未溶解碳化物對(duì)鋼的綜合力學(xué)性能和抗破壞能力是有害的。適當(dāng)降低瑞典軸承鋼的含碳量是提高零件使用壽命的途徑之一。
　　除了淬火未溶解碳化物的數(shù)量之外，尺寸、形態(tài)和分布也影響材料性能。為了避免瑞典軸承鋼中未溶解碳化物的危害，要求未溶解碳化物小(數(shù)量少)、尺寸小、均勻(尺寸小、分布均勻)、圓(每個(gè)碳化物都是球形)。需要指出的是，瑞典軸承鋼淬火后有少量未溶解的碳化物是必要的，這不僅僅能保持足夠的耐磨性，也是獲得細(xì)晶隱晶馬氏體的必要條件。
　　二.淬火和回火后的殘余應(yīng)力
　　瑞典軸承零件經(jīng)低溫淬火回火后，還有很大的內(nèi)應(yīng)力。零件的殘余內(nèi)應(yīng)力有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。熱處理后，隨著表面殘余壓應(yīng)力的增加，鋼的疲勞強(qiáng)度增加，而當(dāng)表面殘余內(nèi)應(yīng)力為拉應(yīng)力時(shí)，鋼的疲勞強(qiáng)度降低。這是因?yàn)榱慵�的疲勞失效發(fā)生在承受過(guò)大的拉應(yīng)力時(shí)。當(dāng)表面殘留有較大的壓應(yīng)力時(shí)，會(huì)抵消相同值的拉應(yīng)力，從而降低鋼的實(shí)際拉應(yīng)力，增加疲勞強(qiáng)度極限值。當(dāng)表面殘留較大拉應(yīng)力時(shí)，會(huì)與拉應(yīng)力載荷重疊，使實(shí)際拉應(yīng)力明顯增大，即使疲勞強(qiáng)度極限值降低。此外，使瑞典軸承零件在調(diào)質(zhì)后表面有較大的壓應(yīng)力也是延長(zhǎng)使用壽命的措施之一(當(dāng)然，過(guò)大的殘余應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致零件變形甚至開裂，應(yīng)引起足夠的重視)。
　　1.鋼的雜質(zhì)含量
　　鋼中的雜質(zhì)包括非金屬夾雜物和有害元素(酸溶性)的含量，這些往往會(huì)對(duì)鋼的性能造成損害。例如，氧含量越高，氧化物夾雜物越多。鋼中雜質(zhì)對(duì)零件力學(xué)性能和抗失效能力的影響與雜質(zhì)的類型、性質(zhì)、數(shù)量、尺寸和形狀有關(guān)，但通常會(huì)降低韌性、塑性和疲勞壽命。隨著夾雜物尺寸的增加，疲勞強(qiáng)度降低，鋼的抗拉強(qiáng)度越高，降低趨勢(shì)越大。隨著鋼中氧含量的增加(氧化物夾雜物的增加)，高應(yīng)力作用下的彎曲疲勞和接觸疲勞壽命也隨之降低。因此，有必要降低在高應(yīng)力下工作的瑞典軸承零件制造鋼的氧含量。一些研究表明，鋼中的MnS夾雜物呈橢球形，能夠包裹有害的氧化物夾雜物，因此對(duì)疲勞壽命的降低影響微小，甚至可能是有益的，因此可以廣泛控制。