赵美玲, 冯飞龙, 詹 忠, 吴 晶

[1.广汽乘用车(杭州)有限公司, 杭州 311222； 2.广汽乘用车有限公司, 广州 511434]

轴类零件广泛运用于各类机械设备中，如支承齿轮、连杆等传动件，用于传递扭矩或弯矩，在设备中发挥着重要的作用。目前，碳素钢、合金钢是运用较为广泛的轴类零件材料，其中45钢经过调质处理后，由于综合力学性能较高(切削加工性较好、强韧性较高)，且价格低、来源广，因此是轴类零件的常用材料[1-3]。

某厂使用调质处理的45钢加工生产线上电动旋转台的传动电机轴，该旋转台90°往返摆动用于连接两条垂直生产线，安装后使用了近25个月后传动电机轴(以下简称传动轴)发生早期断裂，该传动轴的设计寿命为20 a(年)。调查发现，该厂共有8件这类传动轴同步安装使用，目前有1件传动轴断裂。为找到该传动轴的断裂原因,笔者对该轴进行了宏观与微观分析、化学成分分析、金相检验、硬度测试等,并提出改进措施，为改善传动轴性能提供参考，避免该类故障再次发生。

1 理化检验

1.1 宏观分析

断裂传动轴宏观形貌如图1所示，可见传动轴的断裂位置在轴的台阶根部，没有明显塑性变形，断口垂直于轴线。图2为该传动轴的设计图纸，图1中的断裂位置对应图2中的变径过渡台阶处，图纸显示两段轴的直径分别为50 mm和55 mm，过渡台阶处为半径1.5 mm 的倒圆。

图1 断裂传动轴宏观形貌Fig.1 Macro morphology of fractured drive shaft

图2 断裂传动轴的设计图纸Fig.2 Design drawing of fractured drive shaft

断口宏观形貌如图3所示，可见断口表面较为平整，无明显塑性变形，根据不同形貌特征，可将断口划分为A，B，C 3个区域，A区域为裂纹源区，处于台阶一周表面边缘，裂纹源区可见放射状棱线，是应力集中引发的多源疲劳[4]；……