陈俊健

（华南理工大学 广州学院，广州 510800）

1 引言

某公司电机设备的驱动轴使用3个月左右出现断裂，该驱动轴用45 钢制造，技术要求调质处理200～220HB。断裂部位为φ52台阶过渡处（见图1 箭头A所指）。该驱动轴工作时受扭转以及循环应力，轴断裂的部位是台级过渡处。该台阶是与传动齿轮紧固配合部位，工作时是一个受力点，而尖角处是应力集中的地方。45 钢属于中碳钢范围。在此含碳量范围内，钢经过调质处理（淬火后高温回火，获得回火索氏体组织）作为预先热处理或最终热处理。经调质处理后，组织为回火索氏体，获得一定的强度、硬度的基础上，能保持较好的综合力学性能。本研究通过对失效件进行取样，包括断口宏观分析、化学成分分析、综合力学性能分析、金相分析、电镜分析的一系列失效分析的实验，分析驱动轴断裂的原因，提出改进的建议。

图1 驱动轴加工图

2 检验分析

2.1 宏观分析

失效构件包括能收集到的全部残片在内，要在清洗前进行全面的观察。这包括肉眼观察、低倍率的放大或显微镜宏观检查，还有高倍率显微镜的微观观察。对断裂的断口，腐蚀的局部区做低倍率的宏观观察能为微观机制分析提供选点观察做好准备。如断口宏观观察能判别断裂顺序、裂纹源、扩展方向，则微观观察可在确定的裂纹源区、裂纹扩展区及断裂区分别观察不同的特征，寻找异常的信息，为判别失效原因及机理提供有力的证据。断口形貌呈现多裂源疲劳断裂形貌特征，见图2。……