雷淑梅, 邹高鹏, 尹诗衡, 匡同春

(1.华南理工大学分析测试中心, 广州 510640;2.华南理工大学材料科学与工程学院, 广州 510640)

18CrNiMo7-6钢是一种德国牌号的低碳高合金钢，经过热处理和机加工后，具有强度高、硬度高、耐磨性好、冲击韧性高等特点，主要用于制造承受高载荷的轴类或齿轮等关键零部件，其质量直接影响机械设备的性能[1-2]。某厂减速机的输出轴材料为18CrNiMo7-6A钢，设计使用寿命为5 a(年)，而实际上该输出轴工作约3 a后发生了断裂。该轴为锻件，热处理标准工艺为930 ℃淬火+680 ℃回火，后续经过车削和表面淬火处理形成产品。输出轴在运行过程中受反复多变的扭转和弯曲应力。为找到该输出轴的断裂原因，笔者对其进行了断口分析、化学成分分析、金相检验及力学性能测试,结合输出轴的受力情况，查明了轴的断裂原因，以期防止该类事故的再次发生。

1 理化检验

1.1 宏观分析

断裂轴侧面宏观形貌如图1a),b)所示，断口表面油污经清洗后的宏观形貌如图1c),d)所示，断口截面直径约80 mm。由图1a)～d)可见,断裂轴断口一侧向外凸起，另一侧向内凹陷;断口主要分为两个区域，即图1c)中区域Ⅰ和区域Ⅱ;其中区域Ⅰ面积约占整个断口的4/5，键槽处断口较为平整，没有明显的塑性变形，周边呈暗褐色，可观察到多条清晰的疲劳台阶，因此可初步判断该轴的失效形式为起源于周边的多源疲劳断裂[3-4]；区域Ⅱ呈V形缺口，面积占1/5，仔细观察可见此区域也存在清晰的、较小的疲劳条纹，说明此处也存在一个疲劳源。轴的……