Page 69 - 理化检验-物理分册2025年第三期
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宫秀勉，等：42CrMoA钢法兰输出轴断裂原因
图 5 断裂输出轴试样显微组织形貌
1.5 硬度测试 粗大晶粒以及晶粒表面的氧化颗粒，说明该输出轴
按照GB/T 230.1—2018《金属材料 洛氏硬度 的断裂性质为沿晶脆性断裂，并可推测断裂位置局
试验 第1部分： 试验方法》对断裂试样不同位置进行 部发生了过烧。根据金相检验结果可知，断裂位置
洛氏硬度测试，结果如表2所示。由表2可知：靠近 局部存在复熔球、过烧三角这些典型的过烧组织缺
断口位置的硬度不均匀，不符合标准要求；靠近法兰 陷，可推断法兰输出轴局部位置发生了过烧。
盘边缘的硬度比较均匀，符合标准要求。这与断裂 过烧是指金属在热处理过程中，加热温度过高
位置组织不均匀有关。 （指达到或接近熔化温度或在氧化性气氛的高温炉
表2 断裂输出轴试样洛氏硬度测试结果 HRC 中保温时间过长）导致材料发生低熔点共晶和晶界
熔化的现象。结合零件的制造工艺可知，零件经过
硬度
测试位置 高温加热共涉及两个阶段：锻造和调质，其中调质包
实测值 平均值 标准值
括淬火和高温回火。而过烧只可能发生在锻造或淬
靠近断口 28.1，28.9，30.3，31.7，33.8 30.6
29.2~34.6 火热处理工艺中。断裂位置附近存在较多微裂纹，
靠近法兰盘边缘 33.0，33.9，33.6，33.3，33.6 33.5
而局部裂纹内部充满高温氧化皮，局部裂纹两侧以
2 综合分析 及断裂位置存在脱碳，推断试样在淬火前即锻造阶
由以上理化检验结果可知，断裂输出轴的断面 段便存在微裂纹。如果在锻造阶段炉温控制不好，
粗糙，呈现颜色发黑、发蓝的脆性断口形貌特征，且 炉温监测装置失灵或炉温不均匀，零件便会很容易
存在光滑的自由凝固特征形貌、沿晶开裂微观形貌、 发生组织过烧，过烧后金属的强度、塑性均会发生明
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