从轴承钢管缺陷附近取样进行化学成分分析，按照GB/T 4336-2002在德国OBLF公司生产的QSN750型直读光谱仪上进行分析，双方协议值及试样实际化学成分如表1所示。

表1 轴承钢双方协议及实际化学成分(质量分数)%

由表1可见：本钢轴承钢的化学成分控制完全满足技术协议要求，不会产生晶界偏析造成晶间脆性断裂并影响轴承钢棒的穿孔使用。

• 显微组织分析

将钢棒切割后制备成横向检验试样，预磨、抛光后用4％(体积分数)硝酸酒精溶液浸蚀，在ZEISSAXiOPLan2金相显微镜下观察。

图3 基体显微组织形貌

如图3所示，钢棒基体显微组织为片状珠光体团，组织形态与轧制的终轧温度和轧后冷却速率相关，为正常的轧后组织。

将存在缺陷的轴承钢管切割后制成金相试样，观察轴承钢管内壁及内裂纹根部处的显微组织。

图4 钢管内壁显微组织形貌

图5 裂纹根部显微组织形貌

如图4和图5所示，热穿孔轴承钢管内壁脱碳与内裂纹根部脱碳程度相当，这表明钢管内壁缺陷与穿孔内壁的形成是伴生的，内翘皮“裂纹”缺陷是在穿孔过程中产生的。

对缺陷试样按照GB/T 18254-2002进行夹杂物评级，夹杂物分布均匀、尺寸细小，钢棒纯净度优良，完全满足标准要求。

• 微区成分分析

采用5600LV扫描电镜附带的能谱议对缺陷处进行微区成分分析，结果如图6和表2所示。

图6 能谱分析位置

表2 缺陷附近能谱分析结果%

由表2可见：缺陷附近富集氧、铁元素，同时含有少量的铬元素，表明缺陷边缘已经被氧化，含有铬与轴承钢成分特点相关，说明内翘皮缺陷在穿孔初期就已经形成。

化学成分分析、金相分析及能谱分析结果表明，轴承钢管内翘皮缺陷是由于钢棒内部质量问题产生的。ϕ70mm轴承钢经过穿孔后，在内壁出现长条状鼓泡及线状裂纹，说明钢材内部可能存在缺陷。

将出现缺陷批次的钢棒进行超声检测，采用SIUI CTS-4030手提便携式探伤仪，探头2.5P20Z，纯净水做耦合剂，参照GB/T 4162-2008中A级探伤标准进行超声检测。

图7 超声检测伤波

试验过程中发现部分钢棒存在严重的伤波，且伤波具有一定的连续性，间隔一段无周期性出现，波形如图7。伤波出现在始脉冲与底波的中间，周向移动缺陷波高宽度会有变化，较密集，回波显示较敏锐。探伤仪显示缺陷分布在钢棒接近心部的位置。检测同深度不同宽度的裂纹，定位完全相同，波幅与裂纹不完全成线形关系。

为了确定缺陷的宏观形态，在伤波处取低倍试片进行低倍检验。

图8 疏松缺陷低倍形貌 8×

由图8可见，与伤波对应较明显的钢棒缺陷是较严重的中心疏松。按照GB/T 1979-2001评定为2.5级。由于中心疏松处材料强度较低，塑性较差，在热穿孔变形过程中撕裂延展，宏观表现为内翘皮缺陷遗传在轴承钢管内壁。

根据超声检测结果，将有伤波的钢棒与其他批次钢棒再次进行穿孔工艺对比试验。试验结果表明，有伤波的钢棒穿孔后出现类似的内翘皮缺陷，且缺陷形态和比例对应性明显。由此可见，通过超声波检测分选可以避免缺陷的产生。