辊轴断裂分析

化纤后处理用浸渍机中浸渍辊轴长1978mm，中间配支承轴承。该轴工作转速为72r/min运行，约三个月后，在Ф120mm与Ф27mm断裂。轴材质为45设计要求调质处理后硬度为（240 ± 25 ）HB。

在宏观检测时发现，轴的装配段上有配合不佳而引发的不规则黑斑。断裂面基本与台阶平行，两匹配的断口上均有擦伤痕迹。断口的约3/5平整，可见有明显的弧形花样，如同水波由表向轴心区，扩展。由扩展的逆向可找到裂源犀在轴台阶转角处。断口的粗糙区在裂纹源区对面（偏一角度），可看到扩展台阶，呈现瞬断形貌，如图1所示。

图1

经化学分析，材质成分符合45钢技术要求。

在断口的台阶残留处法向试样上，可看到台阶过渡半径很小，且留有波浪状刀痕，在其谷底处发现有裂纹，长约0.7mm，如图2所示。图3为基体组织形貌：珠光体和铁素体，铁素体趋网分布，显然不是正常调质态组织。

图2

图3

由断口分析可知，该轴断裂为旋转弯曲疲劳断裂。该轴开裂的诱发因素为台阶转角处的应力集中。材质未经正常调质处理，其网状铁素体必然使其表面抗疲劳强度下降。同时，配合不佳在运行中可能产生振动，会加速裂纹在台阶处萌生、扩展。