2分析讨论

　　根据上述检测，此轴存在以下缺陷：

　　牌号接近45号钢，碳含量却达到55号钢，而钢中的含碳量对高频淬火形成裂纹的敏感性的影响十分强烈。实践证明，45号钢的含碳量接近上限时，高频淬火过程的开裂现象将急剧增加，增大了热裂和冷裂倾向。

　　根据生产工序，轴应该是轧制件。金相检测结果存在树枝状结晶，说明没有经过良好的轧制，有较严重的偏析，降低了轴的性能；偏析严重及树枝状晶，高温时钢的晶界强度较晶内低，淬火应力下，容易从晶界开裂，增大了高频淬火过程的开裂倾向。偏析使得临界温度不同，奥氏体化后相同的冷却条件下，组织有很大差别。在合金元素含量较高的偏析区域，Ms点较基体高，容易形成马氏体，形成较大的组织应力及热应力，易成为裂纹。

　　非金属夹杂物含量达D类粗系2.5，破坏轴整体性及连续性，降低钢的强度及韧性。

　　依据GB/T13320-2007评定，组织为珠光体+索氏体+铁素体+魏氏组织，评定为8级，是调质质量最差的级别。

　　横截面淬火层马氏体为3级，属正常的马氏体组织。但是，两条裂纹刚直形如闪电，并沿晶界扩展，裂纹两侧无氧化脱碳现象，属于淬火裂纹。

　　轴的硬度设计不合理，技术要求轴的表面硬度55～60HRC，与轴配合使用的履带表面硬度38～49HRC，硬度差为6～11HRC。实际测量硬度59.0～60HRC，超出履带技术上限10～11HRC，不管从耐磨、强度和韧性哪个角度设计，都不该相差这么多。查《结构钢手册》55钢硬度达60HRC时，回火温度最高100℃，根本达不到消除高频淬火应力的作用，除非相当长时间回火；为了提高轴的使用寿命，设计硬度应该与履带相当。

　　由于轴存在上述缺陷，在碎石路面受弯曲应力，工作185h断裂。电镜观察裂纹起源于轴表面，无疲劳辉纹，扩展区有河流状花样，断口为解理，有D类夹杂，轴边缘无剪切唇，属于脆性瞬间断裂。

　　3结论

　　（1）含碳量偏高，增大了热裂和冷裂倾向。

　　（2）非金属夹杂物破坏轴整体性及连续性，降低钢的强度及韧性。

　　（3）原料未经过良好的轧制或均匀化退火，保留有树枝状结晶和偏析，降低了轴的性能。

　　（4）轴硬度设计不合理，与履带不匹配。

　　参考文献：

　　[1]任颂赞，张静江，陈质如，等.钢铁金相图谱[M].上海：科学技术文献出版社，2005：104，136，691.

　　[2]机械工业出版社编写组.钢的热处理裂纹和变形[M].上海：科学技术文献出版社，1978：69.

　　[3]王洪明.结构钢手册[M].石家庄：河北科学技术出版社，1985：63，85.