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大型机床附件头定位轴断裂分析 一、宏观检测： 断裂处在 φ135和 φ100之间的退刀槽处 （如图一所示）。两 端面断后没有及时停车，使两断面发生严重的摩擦。产生高温，使 断口颜色主要成黑色周围为蓝色和白亮 （如图二所示）。轴体表面 呈现有光泽黄褐色。倒角不明显。断口附近轴面安装压力轴承痕迹 不均匀。 （如图三所示）轴的右端安装法兰盘和调整垫处以烧结成 为一体 （如图四，正面所示）。上面连接的压力轴承滚珠槽发生严 重变形表面呈电火花粗加工状 （如图四，反面所示）。 断裂处 图一 金相 1 有挤压痕迹 金相2 图二 图三 无痕迹 正面 反面 图四 图五 二、断口分析： 断口垂直于轴向。断口有一定的氧化和磨损。无明显塑性变 形。扩展区呈纤维状无明显贝纹。扩展区和最后断裂区界限明显。 疲劳源区磨损严重，以不能准确确定疲劳源准确位置。 （如图二所 示）通过观察断口和受力分析 （如图一所示，轴体右侧受拉力和向 下剪切力），最终端口确定为剪切应力引起的剪切型疲劳断口。因 为最后断裂区面积比较大，所以能看出应力比较大。所以判断为高 应力尖缺口单方向性的疲劳剪切断口。 三、洛氏硬度检测： 表面硬度 57.0 57.5 57.5 心部硬度 57 ．0 57.5 57.0 使用标准GB/T 230-2009 金属材料 洛氏硬度试验 四、化学成分检测： C% Si% Mn% P% S% Cr% v% 0.65~ 0.85~ 0.65~ 0.90~ 0.15~ 标准含量 ≤0.03 ≤0.03 0.75 1.15 1.05 1.20 0.30 式样含量 0.644 0.969 0.751 0.027 0.004 1.03 0.229 使用标准：GB/T 1299 合金工具钢 四、酸洗低倍检测： 中心疏松 锭形偏析 其他 粗大枝晶（如图五所 1.0 1.0 示） 使用标准：GB/T 1299 合金工具钢 五、金像检测： 在扩展区和最后断裂区制取金相试样（如图二）组织均为针状 马氏体和少量块状碳化物使用 （如图六、七所示），马氏体长度为 ≥4~6级别为4 级。 图六 图七 使用标准：ZB J36 003 工具热处理金像检验标准。 六、综合分析： 从上述检测 结果可看出。断裂处高应力集中。应力单方向性。 受循环载荷。该轴表面硬度比设计略低，设计硬度为C60.样品成分 符合要求。低倍检测出粗大支晶。金相检验马氏体等级为4 级且有 块状碳化物，依据zbj36003 标准合