立車產(chǎn)品減速器出力軸根部發(fā)生斷裂，該減速器為外購件，廠家提供出力軸材質(zhì)為S45C中碳（相當于國內(nèi)牌號45Mn）；出力軸熱處理硬度要求為45～50HRC。出力軸斷裂情況如圖1所示。

1.理化檢驗

（1）斷口分析

斷口塑性變形不大，有放射狀條紋，強光下轉(zhuǎn)動可見發(fā)光特征，呈脆性斷口形貌。于斷口處取樣SEM下觀察，呈現(xiàn)明顯解理或準解理斷裂特征（見圖2）。

（2）化學成分

依據(jù)GB/T699-1988中45Mn，經(jīng)檢驗Cr的質(zhì)量分數(shù)值偏高，化學成分不符合標準要求（見附表）。

出力軸化學成分分析結(jié)果（質(zhì)量分數(shù)）  （%）

（3）硬度檢驗結(jié)果

如圖1中A、B、C、D處檢測硬度，檢測結(jié)果分別為：A、C、D處207～213HBW，B處55～60HRC。發(fā)現(xiàn)圖1b中B、D區(qū)以虛線為界，同一軸徑左（D）、右（B）兩側(cè)硬度不同，且淬火硬度值較原要求（45～50HRC）偏高。

（4）金相檢驗結(jié)果

于圖中斷裂處（D、C處）、B處分別沿縱、橫方向取樣進行金相組織檢驗，所得組織形貌，如圖3～圖5所示。圖3為C、D處橫截面組織，與斷裂處組織相同；圖5為D處橫截面組織。

圖3、圖4組織中組織均為回火索氏體+未溶解鐵素體，且圖4中回火索氏體加游離鐵素體沿縱向呈條帶狀分布，組織偏析嚴重；圖5、圖6中淬硬層組織為細小回火馬氏體，心部回火索氏體加游離鐵素體，淬硬層界限明顯。

2.分析

從化學成分、硬度檢測結(jié)果可以看出，該出力軸的化學成分中Cr元素含量略高于上限；該零件的硬度也不均勻，圖1中同一軸徑位置，硬度竟存在著明顯差異，部分區(qū)域呈現(xiàn)偏高的淬火硬度，屬熱處理不當造成。

從圖3～圖5金相組織上看，該出力軸斷裂部位為調(diào)質(zhì)加熱不充分的組織，存在大量的游離鐵素體，屬調(diào)質(zhì)淬火加熱溫度不足所致，因而此處強度、硬度均相對較低，從斷裂位置看，斷裂部位存在結(jié)構(gòu)上的變化，并且圖5可知，該出力軸沿縱向呈明顯的帶狀偏析狀態(tài)，說明調(diào)質(zhì)淬火前的正火不充分，預(yù)備熱處理組織不均勻；由圖6組織可知，該出力軸淬火組織為細小的馬氏體，說明該出力軸局部淬火溫度、冷卻速度合理，但從硬度角度看，回火溫度不夠。

3.結(jié)語

綜上所述，從理化檢驗的各項結(jié)果看，該出力軸的化學成分及熱處理過程均存在著嚴重的問題，造成了整個零件力學性能上的不均勻，內(nèi)部存在嚴重的組織應(yīng)力，加之結(jié)構(gòu)上的變化也在相對薄弱環(huán)節(jié)，在外力作用下強度較低的部位最易發(fā)生脆性斷裂。