轴承零件的硬度对疲劳寿命和耐磨性有很大影响。硬度值是轴承质量的重要指标。因此，在轴承零件的制造过程中，从原材料的进厂到热处理过程的质量控制，都有严格可靠的工艺规范和相应的质量保证措施。特别是铁路货车轴承产品热处理后应严格执行《TB/T2235铁路车辆滚动轴承技术条件》中的技术要求，其中规定铁路货车轴承滚子硬度值为60~64HRC 。一批GCr15钢铁路货车轴承圆锥轴承滚子，端面一侧有孔（形貌见图1），在氮基保护热处理辊底炉生产线上进行调质处理气氛气氛下，然后进行正常热处理和酸洗。检查时发现其中一根滚子滚道面颜色异常。发现滚子滚动面局部硬度较低：57HRC、57.5HRC、57HRC。随后，对其他批次的加热辊进行取样，部分辊进行滚动。表面硬度低，酸洗比为1/50。为保证托辊的产品质量，对样品进行了原因分析，并对整个加工过程进行了调查。
图1 滚筒外观
（1）缺陷样件硬度检查
使用HRA-150洛氏硬度计测试353130B圆锥轴承滚子带孔端面硬度：带孔区域硬度为61HRC、61HRC、61.5HRC；其余端面硬度分别为61HRC、61.5HRC、62HRC，符合TB/T2235标准要求。使用V型轮胎膜检查颜色，正常滚动面硬度为61HRC、61.5HRC、62HRC。很明显，缺陷样品是由于滚动表面局部硬度较低造成的。
（2）颜色异常区域金相观察
将金相试样在异常颜色区域硬度较低的位置附近沿轴向进行磨削。用4%硝酸酒精浸蚀后，低倍、500倍观察腐蚀深度区域的金相组织，并与标准《JB/T7362-2007脱碳层测定方法》附录A中的标准图片进行比较深入《滚动轴承零件》，发现存在缺碳现象（见图2）。金属材料受热保温时，表面的碳被氧化，导致表面的碳全部或部分损失。这种现象称为脱碳，有这种碳损失的表面称为脱碳层。由于碳损失不多，未观察到明显的脱碳层，但过量碳化物明显减少，硬度较低，故称为贫碳。
图2 辊筒贫碳深度
深度腐蚀后，发现该部位金相组织含碳较差，深度为0.28mm。在Olympus GX51显微镜下，以低倍和高倍观察滚筒的小端面。未发现缺碳，但在滚子大端面倒角区域发现有缺碳。通过深蚀刻500次可以观察到该区域的结构（见图3）。表面碳化物颗粒数量少且少，而心部正常区域碳化物颗粒数量多且稍大（见图4）。贫碳部件浅腐蚀后，在500倍放大倍数下可在表面观察到板条状结构形貌。
图3 辊子边缘贫碳形貌（500）
图4 无缺碳情况下辊心形貌（500）
(3)观察带孔滚轮的结构
首先沿带孔辊端面中心取一小块试样，沿纵截面磨削金相试样。观察带孔样品端面的结构状况。高倍和低倍观察下均未发现碳枯竭现象。观察辊子非空腔部分的组织形态，未发现异常。
综合以上分析，辊子局部硬度偏低是由于辊子表面局部缺碳造成的。
铁路货车轴承滚子采用批量管理方式生产并调质。热处理整形设备为辊底炉盐淬生产线，保护气氛下进行淬火、回火。检查该型号的滚轮。辊子使用来自A 和B 两家制造商的原材料，并经过连续几个班次的加工。只有A厂家的托辊出现缺碳，且比例不是很大。经多班检查，未发现另一厂家产品存在碳缺陷。碳辊。经检查热处理相关记录，未发现设备异常。对存在碳质量问题的辊筒进行100%酸洗和挑选。从拾取的罗拉来看，也是个体罗拉。如果热处理过程中气氛不良造成的贫碳应是间歇式的，在酸洗检查时，在辊子的任何部位都会发现不同程度的贫碳区域。
轧辊制造工艺流程：原材料检验上料冷镦软磨热处理抛丸磨削探伤检验。从整个过程来看，产生碳贫困的因素只有两个，一是热处理，二是原材料。综合以上分析，显然缺碳的发生与热处理无关。
经查明，该批辊筒原材料为某钢厂提供的非脱碳抛光材料。规格直径23.2mm，材质GCr15，重量46吨。所有材料均已投料完毕，共有7个分炉号。为保证该批材料的轧辊质量，进行了100%的酸洗和精选。根据热处理工艺的加工以及整个质量检验，这是与原材料质量相关的质量问题。虽然辊筒原材料在进厂时已经过检验，但都是棒料的抽检。根据订货技术条件，钢厂应提供零脱碳的产品，但实际上并没有达到轴承制造厂的要求。钢厂应提供零脱碳抛光材料。虽然经过车削、旋皮、抛光等处理，但在某些热加工环节，由于设备原因或控制问题，导致脱碳深度超标，最终导致表面脱碳，出现贫碳层。并非所有部件都被移除，导致它们被留给轴承制造商。
(1)辊子局部硬度值低是由于辊子表面局部缺碳所致。
(2)辊筒局部硬度低的原因是原材料含碳较差。
（3）钢厂应严格控制滚轮材料生产制造的各个环节，按要求提供零脱碳的滚轮原材料，确保铁路货运列车轴承滚轮的整体质量。
