范 伟

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安 710077)

轴在机械设备中工作条件较为复杂，生产现场轴类断裂的故障时有发生。针对发生的轴类断裂事故，找出轴件断裂原因，对提高设备的安全性、经济性有着重大的现实意义和指导意义。本文针对国内某厂家制造的32t摩擦焊机在使用期间发生的质量事故，对断裂主轴作以下几项分析：(1)依据标准进行材料化学成分、力学性能和金相组织等分析;(2)宏微断口分析;(3)外观检查和断裂原因综合分析，提出改进和防止失效的措施。

1 主轴材料的理化检测与分析

1.1 化学成分检测

合金元素加入钢中之后，对钢的相变、组织和性能的影响一般取决于合金元素与铁和碳的相互作用［1］。从主轴小直径段上取样进行材料化学成分分析，结果见表1，可以看出，主轴材料的化学成分符合标准规定要求。

1.2 金相组织检验

取纵剖面金相样，组织中有较多厚度超尺寸的

表1 主轴材料化学成分分析结果及标准规定对照 (%)

非金属夹杂物，较大尺寸的非金属夹杂物的断续长度将近1mm，厚度将近80μm。非金属夹杂物的成分和形态如图1所示，材料中非金属夹杂物主要为硫化锰类和含硅、锰、铝等的硅酸盐类，夹杂物的形态和分布不规则，有沿纵向分布的趋势，这与大尺寸锻件的锻造比较小有关。金相组织检验结果表明：组织晶粒度级别和非金属夹杂物级别符合实际要求。

1.3 材料力学性能试验

主轴的力学性能是其设计和选材时的主要依据［2］。……