进料泵传动轴断裂分析

　　进料泵传动轴的键槽处因应力集中经常会发生疲劳断裂。但该案例中，疲劳裂纹不是起源于键槽上。因此，疲劳断裂和键槽无关，但轴向裂纹却和键槽有关。起源于键槽的裂纹有两种可能，一种是装配时或工作时的过载产生的;另一种是热处理过程产生的。过载导致的裂纹断口表面上应该有韧窝形貌，但在其断口上并没有显示。从宏观上看，键槽侧面并没有过度挤压的痕迹，因此，该裂纹不是过载所致。该裂纹符合热处理引起的特征，淬火裂纹呈穿晶扩展，裂纹平直，且二次裂纹也平直，裂纹沿键槽底部呈弧形扩展。轴的断口表面尽管受到工艺水和大气的严重腐蚀，但清洗后仍能辨别表面形貌，而轴向裂纹表面都已经严重氧化，清洗之后仍不能看出裂纹断口形貌，说明氧化是由于淬火后高温回火形成的。该裂纹是在热处理加热保温之后的冷却过程中发生马氏体转变而瞬间产生的，所以裂纹两侧无氧化脱碳等现象，裂纹边缘的显微组织与其他基体组织没有区别。轴在淬火冷却的最初阶段，由于热应力的作用，使轴表面产生巨大的拉应力。淬火温度偏高，冷却速度偏快，当热应力大于轴的抗拉强度，并在随后的冷却过程中，由于表层和内层组织变化顺序不同，又会在次表层产生残余拉应力高峰，且淬硬层越浅，拉应力峰值越高。淬火裂纹沿着应力集中处形成，而键槽根部属于危险截面，裂纹最容易在此处萌生，进而在使用过程中很快发展成为疲劳源。

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