進料泵傳動軸斷裂分析

　　進料泵傳動軸的鍵槽處因應力集中經常會發生疲勞斷裂。但該案例中，疲勞裂紋不是起源于鍵槽上。因此，疲勞斷裂和鍵槽無關，但軸向裂紋卻和鍵槽有關。起源于鍵槽的裂紋有兩種可能，一種是裝配時或工作時的過載產生的;另一種是熱處理過程產生的。過載導致的裂紋斷口表面上應該有韌窩形貌，但在其斷口上并沒有顯示。從宏觀上看，鍵槽側面并沒有過度擠壓的痕跡，因此，該裂紋不是過載所致。該裂紋符合熱處理引起的特征，淬火裂紋呈穿晶擴展，裂紋平直，且二次裂紋也平直，裂紋沿鍵槽底部呈弧形擴展。軸的斷口表面盡管受到工藝水和大氣的嚴重腐蝕，但清洗后仍能辨別表面形貌，而軸向裂紋表面都已經嚴重氧化，清洗之后仍不能看出裂紋斷口形貌，說明氧化是由于淬火后高溫回火形成的。該裂紋是在熱處理加熱保溫之后的冷卻過程中發生馬氏體轉變而瞬間產生的，所以裂紋兩側無氧化脫碳等現象，裂紋邊緣的顯微組織與其他基體組織沒有區別。軸在淬火冷卻的最初階段，由于熱應力的作用，使軸表面產生巨大的拉應力。淬火溫度偏高，冷卻速度偏快，當熱應力大于軸的抗拉強度，并在隨后的冷卻過程中，由于表層和內層組織變化順序不同，又會在次表層產生殘余拉應力高峰，且淬硬層越淺，拉應力峰值越高。淬火裂紋沿著應力集中處形成，而鍵槽根部屬于危險截面，裂紋最容易在此處萌生，進而在使用過程中很快發展成為疲勞源。

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