机械花键轴断裂原因分析
主轴表面开裂原因分析
主轴表面开裂原因分析我公司生产的一级公路运输车左右半轴总成,在喷砂处理后准备喷底漆时发现10件产品中有7件产品表面存在裂纹.裂纹分为两种形态,一种裂纹位于轴本体并沿轴向扩展,另一种裂纹位于焊缝附近并沿焊缝熔合线扩展.问题发生后,工厂高度重视,选取了一件轴本体开裂件(1#)和一件焊缝开裂件(2#)进行分析.主轴所用材料为45CrNiMoVA,属碳含量较高,并含有较多合金元素的高强度合金钢.该种材料淬硬倾向很大,热影响区冷裂倾向也很大,且焊接性差.轴的加工流程为:棒材粗加工→主轴与滑块支座采用手工氩弧焊连接(焊缝为环形插接角焊缝)→焊接后立即进行退火处理→探伤→调质处理(硬度要求为33~38HRC)→校正→喷砂→精加工.1. 宏观观察两件轴裂纹的宏观形貌如图1所示,对两件轴进行部分分解后,采用目视及体视显微镜对两件轴表面裂纹分别进行观察.1#轴表面裂纹位于轴本体上并基本沿轴向扩展(尾部存在弧线拐弯),裂纹在深度方向上沿径向扩展,裂纹中部已经穿透了所取试样的厚度(厚约30mm),如图2所示.2#轴表面裂纹沿主轴一侧的焊缝熔合线扩展,所取试块焊缝熔合线位置均存在开裂现象(长约1/2周),进一步放大观察裂纹由多条断续微裂纹组成,如图3所示.剖面观察,主裂纹上存在明显分插裂纹;主轴焊缝底部熔合线也已开裂,从裂纹的走向判断,该裂纹起源于角焊缝底部应力集中区,剖面裂纹宏观形貌及走向如图4所示.图1 两件轴分解的宏观形貌2. 断面宏观观察图2 1#轴表面裂纹宏观形貌图3 2#轴熔合线裂纹宏观形貌图4 2#轴裂纹剖面宏观形貌采用机械方法将两件轴上裂纹打开后进行观察,1#轴裂纹断面较平坦,断面呈黑色,局部呈红褐色,源区位于次表面,表面存在明显的剪切唇(剪切唇厚度较薄),如图5所示;2#裂纹断面凹凸不平,裂纹沿熔合线扩展,断面主要呈黑色,局部呈红褐色,源区位于表面,为多源起裂,如图6所示.3. 断面微观观察将断面置于扫描电镜下进行微观形貌观察,两个轴断面的微观形貌相似,整个断面均附着一层较厚的氧化物,仅局部区域断面隐约可见沿晶形貌,如图7、图8所示.将断面氧化物清洗后观察:1#轴断面源区位于次表面,源区及扩展区呈沿晶形貌,表面剪切唇呈韧窝形貌,如图9所示;2#轴整个断面均呈沿晶形貌,如图10所示.以上形貌特征表明两个轴的开裂模式均为脆性开裂,且裂纹断面存在严重的氧化.本文对PAPP的结构进行了表征，并将PAPP单独的添加到PA6中，研究了不同添加量下PAPP对PA6复合材料的阻燃效果。
关于花键轴断裂失效分析
关于花键轴断裂失效分析发表时间：2017-06-20T15:49:35.170Z 来源：《基层建设》2017年5期作者：张建涛王晓永[导读] 从显微观察的角度来看，断裂后的花键轴本身具有较低的强度与硬度，魏氏组织存在于断面的内部。
由此可见，花键轴如果长期处于较疲劳的状态下，那么很可能由于断裂而失效。
中国一拖集团有限公司中小轮拖装配厂河南省洛阳市 471003摘要：花键轴断裂可能会导致失效现象，对此有必要明确断裂的根源。
针对断裂后的断口应当分析金相组织以及化学成分，通过微观与宏观检查的方式来判断花键轴的失效根源。
经过静态拉伸试验可知，花键轴断裂应当属于疲劳断裂的一种类型。
从显微观察的角度来看，断裂后的花键轴本身具有较低的强度与硬度，魏氏组织存在于断面的内部。
由此可见，花键轴如果长期处于较疲劳的状态下，那么很可能由于断裂而失效。
关键词：花键轴；断裂；失效Fracture failure analysis of spline shaftJiantao Wang XiaoyongChina small wheel tractor assembly plant in Henan province Yto Group Corporation Luoyang 471003Abstract: spline shaft fracture may lead to failure, it is necessary to clear the root fracture. Should analyze the microstructure and chemical composition for fracture after, through microscopic and macroscopic examination of the way to judge the failure causes of the spline shaft. After static tensile test shows that the spline shaft failure should be a type of fatigue fracture from the microscopic observation point of view, the spline shaft fracture after itself has low strength and hardness, internal widmanstatten structure exists in the section. Thus, the spline shaft if long-term at a fatigue state, then it is likely to fail because of the fracture.Key words: spline shaft; fracture; failure引言：相比于其他类型的钢材，碳合金钢本身具备优良的淬透性、强度与韧性。
花键轴断裂原因分析
理论计算和有限元模拟分 析， 确定 了花键轴 的断裂性质及断裂原因。结果表 明： 该花键轴 的断裂性质为扭转疲劳断裂 ， 花键 轴发生扭转疲劳断裂可能与共振有关 ； 另外 ， 花键轴花键与机匣 内花键 啮合 间隙不当和断裂处 轴径 尺寸偏小 均为促进其 扭 转疲劳 断裂 的影响因素 。 【 关键词 ］花键轴 ； 扭转疲劳 ；共振
第２ ８卷 １ 期 ０ １ ３年第 ２月
失效分析 与预 防
Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ， ２ ０ １ ３
Ｖｏ １ ． ８ ， Ｎｏ ． １
花 键 轴 断裂 原 因分 析
刘 松
（ 中航 工业南京机 电液压 工程研 究中心， 南京 ２ １ １ １ ０ ６ ）
［ 摘 要］通过对断裂花键 轴断 口的宏微观形貌 、 材料化学成分、 金相显微组织 、 硬度及形状尺寸进行了测试与分析 ， 并应 用
Ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｐ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｓ ｈ ａ ｆ ｔ
Ｌ Ｉ Ｕ Ｓ ｏｇ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＡ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ 跏￡ ｅ 榭， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ １ １ ０ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
［ 中圈分类 号］ Ｔ Ｋ ４ ４ ２ ；Ｔ Ｈ １ ３ ３ ． ２ 【 文献标志码］Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ － ６ ２ １ ４ ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． ０ ０ ７ 【 文章编号 ］１ ６ ７ ３ ６ － ２ １ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ３ ０ － ０ ５
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ａ ｓ ｐ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｈ ａ ｆ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍｅ ｎｓ ａ ｏ ｆ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｌ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｌｙ ａ ８ ｉ ｓ ．ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｅ ｘ ａ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｎｇ ｉ ．Ｔ ｈ ｅ ｏ ｅｔ ｒ ｉ ｃ ｌ ａ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｗｅ ｒ ｅ
花键轴的失效分析与解决
2019年 第7期 热加工52花键轴的失效分析与解决■ 牟怀飞，田源摘要：对失效的花键轴进行了原因分析，并根据分析结果对感应淬火工艺进行改进，防止类似问题再次发生。
关键词：花键轴；感应淬火；磨损失效；防止措施花键轴是机械传动系统中用来传递轴与轴之间运动和扭矩的零件，在轴的外表有纵向的键槽，套在轴上的旋转件也有对应的键槽，可保持与轴同步旋转，广泛应用在汽车、摩托车、拖拉机、机床及工程机械等领域。
某车间生产的花键轴，经高频感应淬火、回火、校直后装配使用，在客户使用过程中发生磨损失效，本文对失效的花键轴进行了原因分析，并根据分析结果对感应淬火工艺进行改进，防止类似问题再次发生。
1. 花键轴材料及技术要求（1）花键轴材料 花键轴（见图1），采用45钢制造，其材料化学成分要求执行G B /T699—2015《优质碳素结构钢》标准。
（2）花键轴技术要求 花键轴长410mm 范围内感应淬火，要求淬硬层连续且有效硬化层深度≥1.2m m ，花键表面硬度≥50HRC ，轴颈硬度≥42HRC ，轴颈处对两端中心孔的径向圆跳动≤0.10mm 。
2. 花键轴加工工艺流程花键轴加工工艺流程：下料→锻造→调质→粗车→精车→车螺纹→铣花键→感应淬火→低温回火→校直→磨外圆→防锈处理→成品入库→装配。
3. 热处理感应淬火设备与工艺（1）设备 花键轴感应淬火采用高频Z P -65型电源，GCLY1040数控淬火机床，回火采用低温井式电阻炉，型号为RJ2-35-6，校直设备为10TY41-10A 校直机。
（2）热处理工艺 感应淬火：感应器为自制φ8m m 铜管匝成4×φ65mm 圆环感应器，实物如图2所示，匝间距离3m m ，喷水圈内径90m m ，喷水角度45°；电参数为电流180～220A ，频率19～20k H z ，淬火（a ）花键轴实物外观（b ）花键轴结构图1 45钢制花键轴图4 花键轴不同位置的硬度分布1 花键轴化学成分（质量分数）C Si Mn Cr 图3 花键轴失效部位2019年 第7期 热加工54（6）回火炉的温度检验 利用热电偶、测量仪等仪器检验回火炉的温度均匀性和温控精度，均满足使用要求。
双螺杆挤出机花键轴断裂失效机理探析
双螺杆挤出机花键轴断裂失效机理探析发布时间：2022-06-30T06:16:21.459Z 来源：《中国科技信息》2022年第5期作者：曹波[导读] 本文根据双螺杆花键轴材料的理化检验结果，分析双螺杆花键轴断裂失效机理。
曹波南京科亚化工成套装备有限公司摘要：双螺杆挤出机在工程塑料的改性、造粒以及预混等生产中十分常见，其作为挤出机的重要构件，一旦发生失效，那么会给企业带来严重的经济损失，造成企业大量人员伤亡，威胁企业生产安全。
本文根据双螺杆花键轴材料的理化检验结果，分析双螺杆花键轴断裂失效机理。
关键词：双螺杆挤出机；花键轴断裂；失效机理引言双螺杆挤出机在聚合加工中具有十分重要的地位，其高生产效率能够有效保证工程塑料质量。
双螺杆挤出机结构及材料强度会对其运转生产重要影响，为预防事故放生，确保大型聚烯烃职评安全生产的高可靠性，促进企业安全生产技术进步。
1双螺杆花键轴材料的理化检验结果1.1双螺杆花键轴断裂失效基本情况本文所研究的对象则是聚烯烃改性混炼用双螺杆挤出机的右螺杆，螺杆花键轴发生断裂，具体断裂位置在第6以及第7节花键套筒之间，花键套筒与螺杆配合连接，受到螺杆花键轴断裂影响而产生裂纹。
1.2断口形貌分析（1）螺杆轴断口宏观外貌螺杆轴断为两节，螺杆轴两边的断口呈现出对称结构，通过观察较差一部分尺寸的螺杆轴，发现螺杆轴断口较为平整并且没有十分明显的塑性变形现象。
断口平面与主轴线相垂直，具有明显的脆弱材料扭断特点。
从裂纹扩展现象来看，锻炼源处形成人字条纹，由于人字条纹不断向外延伸，其条纹也逐渐开始变粗。
由于疲劳台阶出现在裂纹源区和扩展区，这也能够说明螺杆轴在疲劳开裂的初始阶段产生的应力较大。
（2）螺杆轴断口微观外貌工作人员将螺杆轴断口在产超声波清洗机中，利用丙酮溶液进行反复清洗，对断口微观形貌进行观察。
在经过观察后发现，螺杆轴花键的裂纹区域具有十分明显的放射条纹，同时还伴有大量的放射台阶。
此外，从裂纹区域内还能够发现一定数量的微孔，裂纹弧线具有连续分布和断续分布这两类形式，带有台阶的疲劳弧线和裂纹处于平行状态并向前延伸，这种现象能够充分说明螺杆轴疲劳破坏过程中存在十分明显的裂纹扩展，疲劳辉纹和裂纹的扩展方向处于垂直状态。
轴的失效形式和原因分析
轴的失效形式和原因分析轴的失效形式与特征轴是各种机械中最为普通⽽不可缺少的重要零件，根据使⽤条件的差异，轴有很⼤不同的类型，按其功能和所受载荷的不同，⼀般可分为⼼轴、转轴和传动轴三类。
⼼轴主要承受弯矩⽽不承受扭矩，它只能旋转零件起⽀撑作⽤，并不传递动⼒。
传动轴主要承受扭矩，其基本功能只传输动⼒，⽽转轴既承受弯矩⼜承受扭矩，它兼有⽀撑与传输动⼒的双倍功能。
由于各类轴⾃⾝的材质、结构和承载条件不同、运⾏环境和使⽤操作的差异可能发⽣各种不同类型的失效时有发⽣，失效的形式和特征也各异。
⼀.疲劳断裂疲劳断裂是指轴在交变应⼒的作⽤下，经过多次反复后发⽣的突然断裂。
是轴类零件在其服役过程中主要的失效形式。
轴在疲劳断裂前没有明显的塑性变形，反映在宏观形态上属于脆性断裂。
断⼝形貌有其本⾝的特征，在宏观形貌上可分为三个区域：图1 疲劳断裂⽰意图1）疲劳源区：通常是指断⼝上的放射源的中⼼点，源区表⾯细密光滑，多发⽣于轴的表⾯。
由于表⾯常存在缺⼝、⼑痕、沟槽等缺陷，导致应⼒集中，从⽽诱发疲劳裂纹。
疲劳断⼝上可能只有⼀个疲劳裂纹源，也可能出现⼏个裂源。
疲劳源区有时存在疲劳台阶，这是由于不同⾼度的多源疲劳裂纹在其扩展过程中连接形成的。
2）疲劳扩展区：是断⼝上最重要的特征区域，海滩花样（贝壳花样、疲劳弧线、疲劳条带）的存在是鉴别疲劳断裂的宏观依据。
有时必须借住⾼倍的电⼦显微镜才能观察到疲劳条带。
根据弧线数量和间距可以略微地判断零件所承受交变应⼒幅值，弧线规律分布表⽰交变载荷是平稳的。
承受应⼒状态、⼯作环境以及材料性质的不同，疲劳裂纹扩展的形貌所异。
每条疲劳条带表⽰载荷的⼀次循环，条带间距离与外加载荷的应⼒幅值有关。
当交变载荷变化不⼤、零件内的残余应⼒很⼩时，往往不出现弧线或不明显，所以不是所以疲劳断⼝有存在疲劳条带，低周疲劳断⼝有时可呈现韧窝状，有时也可出现轮胎花样（图2），所以疲劳条带并不是疲劳断裂的唯⼀显微特征。
⾼频疲劳断⼝或腐蚀疲劳断⼝上的疲劳条带⽐较模糊，较难判断。
机械花键轴断裂原因分析
机械花键轴断裂原因分析1.状态说明（1）该失效件曾送交某研究院检测，最终检测结果为调质处理淬火裂纹。
对热处理工艺进行排查，从工件来料装筐、设备使用前检查、热处理工艺的制订及实施、热处理后试样的检测，结果没有发现任何问题。
（2）我们对送检的样件重新检测，客户提供的裂纹样块为20mm×20mm×40mm，未见到失效件本体、断裂部位和断裂形式，工件实际服役状况也没详细了解。
据客户介绍，工件的材质为42CrMo低合金调质钢，零件的工艺路线为：下料→锻造→粗加工→调质。
（3）将样件分成两块，经镶嵌、磨制、抛光、浸蚀，目测就可以看到，断口为凹凸不平的断面，断口边缘有一层非常明显的较深的白亮层，推测可能是脱碳层（见图1、图2）。
2.化学成分在样块上线切割截取15mm×15mm×10mm（长×宽×厚）的试样，进行化学成分检测，检测设备为Labspark5000精密直读火花光谱仪，检查结果表明化学成分符合材料标准要求。
化学成分的检查结果见附表。
3. 金相组织（1）用1E-200M型金相显微镜进行金相组织观察，试样断口表面的白亮层，为细小等轴状铁素体。
这种组织是较低奥氏体温度下，由原始锻造柱状晶组织重结晶细化形成的。
该组织为锻造开裂后高温氧化脱碳，脱碳层组织经过奥氏体化重结晶的典型形貌特征（见图3）。
（2）断口处的二次裂纹两侧，被以铁素体组织为主的脱碳层完全包围，裂纹内充满浅灰色的高温氧化产物，说明二次裂纹仍然是在锻造加工过程中形成的（见图4）。
（3）主裂纹断口表面堆积大量的高温形成的氧化物，表明锻造加工时加热温度高，裂纹边缘氧化脱碳现象严重，其中全脱碳层较深，半脱碳层较浅（见图5）。
裂纹的次表层镶嵌有较多量的氧化物夹杂，这是由于锻造加工时，裂纹内表层高温氧化形成的氧化皮，在锻轧焊合过程中嵌入到次表层而形成（见图6）。
（4）试样主裂纹断口处沿晶开裂，晶粒剥落坑极粗大，剥落坑的宽度显示出晶粒的直径。
断轴关键在分析原因
断轴关键在分析原因减速机高速轴断裂是一种经常会出现的严重事故，导致的原因也有多种，或者是由几种因素共同导致的结果。
常见的原因有如下几种：1.耦合器选型偏大，减速机选型偏小，使得减速机高速轴承担的径向荷载较大；2.耦合器平衡有问题，在高速旋转时给减速机和电机轴施加了较大的交变附加荷载；3.减速机高速轴轴材质、热处理的问题－存在内应力或裂纹；4.驱动单元组装或运输过程中甚至是驱动装置底座基础不平焊接后使底座变形导致电机轴和减速机轴的同心度超差；5.设备使用过程中的野蛮操作和维护不到位也可能造成设备的损坏......因此,仅从减速机高速轴断裂的表面现象还不能准确的判断原因所在,需根据实际情况进行分析:1.根据胶带机的参数校核部件的选型:胶带机轴功率、电机功率、电机转速－看耦合器规格、减速机额定功率和使用系数等参数，检验部件选型是否正确；2.了解胶带机工作过程中的噪音、震动、设备温升等情况，看是否存在耦合器平衡问题、电机轴和减速机轴不同心等问题；3.可以从中控室调取该胶带机的电流记录，反算胶带机的实际消耗功率，看是否存在严重超载或其它原因导致的减速机服务系数不够的情况；4.查看安装调试记录或安装指导书，看该耦合器内所加液体量是否过多，导致启动曲线过硬同时增加了减速机轴的径向荷载。
关于驱动单元的一点建议：1.设备部件规格并非越大越有利，尤其是耦合器的规格常参考电机功率，目前好多设计院在计算胶带机功率时的系数选择很保守，导致耦合器规格偏大；2.目前SEW、FLENDER公司的竞争也非常激烈，所以在设备选型时的服务系数裕度不大，尤其是电厂胶带机的工作条件相对较好的情况下，其服务系数更小，导致高速轴很细；3.耦合器作为传递扭矩的联轴器，其重心靠近减速机侧，这对难以承受径向力的减速机高速轴不利（部分厂家采取将耦合器反装的方法来改善该矛盾，但会破坏耦合器的功率传递曲线，使耦合器充油量与传递功率偏离说明书给出的曲线）；4.胶带机安装调试说明书和运行维护手册中应强调指出：严格控制每条胶带机耦合器的充油量，并根据功率曲线给出具体数值，保证胶带机启动曲线的平滑同时控制轴端的径向荷载；5.电机轴可承受径向荷载，减速机高速轴一般不承担径向荷载，所以电机轴的直径要比减速机轴颈粗，再加上进口材料的性能较好，使得减速机高速轴的直径更细，因此在与减速机厂家签订技术协议时一定要明确：耦合器的重量由减速机和电机共同承担，以避免断轴事故发生时减速机厂家推诿责任（实际上减速机不承担耦合器重量是无法实现的，目前耦合器的正确安装方发就是将重型靠近减速机侧）；6.减速机的具体选型型规格建议由减速机厂家来确定，胶带机厂家要提供正确的轴功率、电机功率、速比等选型所必须的参数，以引起减速机厂家在选型时的重视程度－避免因竞争激烈，人为降低设备规格的情况发生；7.在设备安装调试结束后，转交业主和培训的过程中一定明确设备的正常使用要求，严禁超载并进行正常的维护和巡检，从使用和维护的角度避免断轴等恶性事故的发生－设备是否正常只有使用者才最清楚！这个问题已经讨论了一年多了，大家还在关心和热议。
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机械花键轴断裂原因分析
1.状态说明
（1）该失效件曾送交某研究院检测，最终检测结果为调质处理淬火裂纹。
对热处理工艺进行排查，从工件来料装筐、设备使用前检查、热处理工艺的制订及实施、热处理后试样的检测，结果没有发现任何问题。
（2）我们对送检的样件重新检测，客户提供的裂纹样块为20mm×20mm×40mm，未见到失效件本体、断裂部位和断裂形式，工件实际服役状况也没详细了解。
据客户介绍，工件的材质为42CrMo低合金调质钢，零件的工艺路线为：下料→锻造→粗加工→调质。
（3）将样件分成两块，经镶嵌、磨制、抛光、浸蚀，目测就可以看到，断口为凹凸不平的断面，断口边缘有一层非常明显的较深的白亮层，推测可能是脱碳层（见图1、图2）。
2.化学成分
在样块上线切割截取15mm×15mm×10mm（长×宽×厚）的试样，进行化学成分检测，检测设备为Labspark5000精密直读火花光谱仪，检查结果表明化学成分符合材料标准要求。
化学成分的检查结果见附表。
3. 金相组织
（1）用1E-200M型金相显微镜进行金相组织观察，试样断口表面的白亮层，为细小等轴状铁素体。
这种组织是较低奥氏体温度下，由原始锻造柱状晶组织重结晶细化形成的。
该组织为锻造开裂后高温氧化脱碳，脱碳层组织经过奥氏体化重结晶的典型形貌特征（见图3）。
（2）断口处的二次裂纹两侧，被以铁素体组织为主的脱碳层完全包围，裂纹内充满浅灰色的高温氧化产物，说明二次裂纹仍然是在锻造加工过程中形成的（见图4）。
（3）主裂纹断口表面堆积大量的高温形成的氧化物，表明锻造加工时加热温度高，裂纹边缘氧化脱碳现象严重，其中全脱碳层较深，半脱碳层较浅（见图5）。
裂纹的次表层镶嵌有较多量的氧化物夹杂，这是由于锻造加工时，裂纹内表层高温氧化形成的氧化皮，在锻轧焊合过程中嵌入到次表层而形成（见图6）。
（4）试样主裂纹断口处沿晶开裂，晶粒剥落坑极粗大，剥落坑的宽度显示出晶粒的直径。
经测量晶粒的直径为0.40mm，对应晶粒度的级别达0级，属于严重的过热组织。
锻造加热时局部区域加热温度过高，晶粒急剧长大，晶界宽化及晶间弱化，晶间结合力急剧降低。
此时的锻造应力远大于晶间结合力，造成锻造热裂纹脆性开裂（见图7）。
（5）断口表面全脱碳层的铁素体组织，呈细小等轴状分布。
该组织属于锻造开裂氧化脱碳后的重结晶组织。
锻造开裂后裂纹内高温氧化脱碳，断口表层形成粗大柱状晶组织，调质处理过程的再加热，使柱状晶组织重新奥氏体化形核，转变为细小等轴状组织（见图8）。
（6）试样的基体组织为细小马氏体位向的回火索氏体＋少量颗粒状铁素体调质组织，调质组织级别评定为2级，国家标准要求1～4级，检验结果合格。
调质组织的平均晶粒直径为0.02mm，对应的组织晶粒度级别为8级，调质工艺正常（见图9、图10）。
4. 结论
（1）试样的失效断裂形式为锻造开裂。
（2）锻造开裂的原因是由于锻造加热时局部温度过高，造成锻造热裂纹。
5. 分析与建议
针对该公司某研究院检测报告中的试验、分析和论述，提出一些建议供参考。
（1）试验报告对图1未表明断口形貌特征。
由图片可以观察到宏观断口的形貌，左边为放射状断口，右边为石状断口。
断裂源的部位应该由石状断口处开始，沿放射状断口扩展，最终开裂。
这种断裂形式属于典型的脆性断口形貌特征。
（ 2）试验报告对图2的推测，裂纹是由于粗加工刀痕引起的。
由图片观察，切削加工的刀痕不深，而且主裂纹走向与切削加工刀痕呈约30°夹角，二次裂纹走向与切削加工刀痕垂直，裂纹的扩展方向不符合调质淬火应力集中的特征。
当然出现淬火开裂的裂纹两侧，是不会有脱碳层出现的。
（3）试验报告图3、图4是扫描电镜图片，对图片中的表述是冰糖状组织。
冰糖状花样的微观特征形貌，只有在白点、氢脆、应力腐蚀断口中发生，而其他组织结构中一般不存在。
该扫描电镜的图片放大倍率低，而且笔者看到的报告为纸质复印件，难以准确鉴别组织类别，同时也无法确定断口特征形貌是沿晶＋准解理，还是沿晶＋韧窝。
（4）报告对图3、图4的论述为：“该样件的断裂机制为沿晶解理脆性断裂”。
该试样确实属于沿晶脆性断裂，但不是解理断裂。
因为解理断裂是穿晶型的，且解理断裂的组织形态表现为淬火状态脆性断裂，或是在韧脆性转变温度以下瞬间冲击断裂。
（5）试验报告图5中，试样的基体组织为珠光体＋铁素体。
笔者在实际试样中未见到该组织特征。
实际观察到的金相组织为马氏体位向的回火索氏体＋少量的颗粒状铁素体，属于典型调质处理后的组织特征。
可能由于取样的部位不同，实际观察的组织也就不一样。
（6）报告中对工件渗氮处理进行了微区成分检查。
笔者因在试样断裂面上未见到渗氮处理的组织痕迹，故对试样的渗氮处理工艺及检测，未做任何表述。