White Etching Cracks (WECs) are spallings or cracks in the raceways of roller bearings that occur associated with irreversible microstructural changes in the steel matrix. The microstructural changes that account for the failure mode‘s name appear in the form of white etching matter in polished cross-sections. Since neither the trigger nor the causes of this phenomenon have been clearly identified, the scientific debate about the formation mechanisms of these so called White Etching Cracks (WEC) continues. Against this background, the primary objective of this work is a lubricant-centred view of the mechanisms and correlations in an oil-lubricated rolling contact under operating conditions leading to WEC failure modes. To achieve this, a new test setup was designed, allowing the application of electrical currents in order to induce the formation of WECs without chemical pretreatment of the bearings. Furthermore, based on the detection of slight changes in the lubricant chemistry using in situ FTIR-spectroscopy, a first attempt was made to draw conclusions about tribochemical reactions in the rolling contact. In addition, the build-up of insulating boundary layers was monitored based on the electrical behaviour of the test bearings, allowing an in-depth assessment of the tribochemical build-up, degradation, and remodelling processes.

White Etching Cracks (WECs) sind Schälungen oder Risse im Bereich der Laufbahnen von Wälzlagern, die in Verbindung mit irreversiblen Gefügeveränderungen auftreten. Die für das Schadensbild namensgebenden mikrostrukturellen Veränderungen treten im lichtmikroskopischen Schliff als weiß anätzende Phasen hervor. Da bis heute weder Auslöser noch Ursachen des Phänomens eindeutig identifiziert werden konnten, ist eine anhaltende wissenschaftliche Debatte um die Entstehungsmechanismen von WECs entbrannt. Vor diesem Hintergrund besteht die vorrangige Zielsetzung dieser Arbeit in einer schmierstoffseitigen Betrachtung der Wirkmechanismen und Zusammenhänge in einem ölgeschmierten Wälzkontakt unter Betriebsbedingungen, die zum Ausfall durch WEC-Schäden führen können. Um dieses anspruchsvolle Vorhaben in der Praxis umzusetzen, wurde ein neues Prüfsystem konzipiert, das es unter Einsatz einer kontrollierten elektrischen Zusatzbelastung ermöglicht, WEC-Schäden ohne chemische Vorbehandlung der Wälzlager zu erzeugen. Gleichzeitig wurde erstmalig der Versuch unternommen, mittels in situ FTIR-Spektroskopie anhand geringfügiger Änderungen der Schmierstoff-chemie Rückschlüsse auf tribochemische Reaktionen im Wälzkontakt zu ziehen. Darüber hinaus wurde der Aufbau isolierend wirkender Grenzschichten anhand des resultierenden Spannungsverhaltens der Prüflager verfolgt, um durch die Kombination beider Techniken eine fundierte Beurteilung der tribochemischen Schichtauf-, -ab- und -umbauprozesse zu ermöglichen.