小功率內燃機曲軸，由40Cr鋼鍛造成型后，經調質處理（軸頸處滲氮）。該曲軸在運行10h后，在裝飛輪端，從鍵槽頂端沿45°方向發生開裂，裂紋在螺紋起始端終止，見圖1。同時，在斷裂區外圓上可見有5.0mm左右的環形帶，環形帶表面損傷明顯。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
兩匹配斷口的邊緣有不同程度擦傷。斷口一部分較粗糙，未見明顯變形，但可見弧形臺階狀條紋。由弧形線發展的反方向尋得開裂源，在槽的轉角處，見圖2,和圖3。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
在斷口的鍵槽（截面）底部發現較多裂紋，有的已成網狀，有的長達4.5mm；裂紋內可看到有夾雜物，見圖4。基體組織為回火索氏體和少量鐵素體。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
在掃描電鏡下，鍵槽的底角處可見平行的裂紋推進線及塑性變形特征，見圖5。在裂紋擴展區，斷口有粗大疲勞條紋和局部的撕裂棱及二次裂紋，見圖6.和圖7。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
經檢測，曲軸材質及滲氮工藝均無異常現象。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
由于鍵槽底部正處于應力集中區，而該處又存在夾雜物；同時，由斷口外圓的壓痕環形貌推斷，飛輪與軸吻合接觸面不理想（未達到有效長度2.2mm），造成作用在軸上的應力增大，在短時內產生疲勞裂紋，最終導致高應力低周次扭轉疲勞斷裂。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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圖1lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
說明：斷裂曲軸實物形貌，箭頭所示處為斷裂處，該處裝配飛輪，斷裂與軸向成45°角。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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圖2lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
說明：從曲軸上斷下的一端斷口形貌，箭頭所示處為裂源，該處系鍵槽的尖角處。斷口具有明顯的呈纖維狀的弧線，為高應力低周疲勞特征。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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圖3lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
說明：與圖2中斷口相匹配的另一端斷口宏觀形貌。可見斷面與曲軸軸向成45°角，說明斷裂時主要受切向應力作用，斷口上同樣有纖維狀弧線，該斷口屬高應力作用下的扭轉疲勞斷口。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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圖4lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
說明：曲軸裂源部位鍵槽處顯微組織形態，試樣經4%硝酸酒精溶液浸蝕。圖中有數條起始于鍵槽尖角處的裂紋，并可見裂紋呈網狀和沿夾雜分布擴展的形態。顯微組織為回火索氏體和少量鐵素體。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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圖5lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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圖7lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
說明：曲軸斷口掃描電鏡圖像。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
圖5為裂源處形貌，具有平行條紋及塑性變形特征，這種在疲勞源區出現塑性變形的特征常出現在高應力低周疲勞斷口上。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
圖6為圖5的局部放大像，有塑性變形特征及凹坑內充有夾雜物。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
圖7為斷口裂紋擴展區形貌，有粗大的疲勞輝紋并伴有韌窩，為高應力低周疲勞斷口的微觀特征。lp6熱處理技術網 — 熱處理行業的超級智庫 CHTE 最全的熱處理技術信息網站 熱處理技術網 CHTE
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