一公共交通客車大修時發現直拉桿球頭銷已在銷緊螺紋最后一扣處發生斷裂如圖1所示。由于其錐面配合很緊，未發生銷體脫落而釀成重大事故。該直拉桿球頭銷材料20CrMnTi，球部經表面碳氮共滲淬火處理。KwU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
在球體表面及錐體表面均無拉傷、磨損現象。斷面無明顯變形現象，斷裂沿最后一扣螺紋截面擴展。斷口約2/3區域由于拆卸不當而擊傷；未損傷區域銹蝕明顯，表明其相當陳舊。經清洗可見斷口大部分呈細瓷狀，隱約可見裂紋由表面向內的推進弧線，見圖2。KwU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
在斷口處過軸線縱向截取金相試樣。未浸蝕狀態下，可看到近斷口外圓（未磨加工）表層有灰色條狀物及黑色小孔洞，為內氧化黑色組織，如圖3所示。經浸蝕后，表層基體組織呈現為針狀馬氏體、殘余奧氏體和少量碳化物，最表層有氧化現象。參照汽車行業相關標準，該處馬氏體可評為4～5級，組織較粗大；殘余奧氏體組織級別可評為5級，如圖4所示。同時，還可看到表面有剝落、不平整現象。KwU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
在斷口未損傷區取樣進行掃描電鏡分析。在斷口邊緣區（即螺栓表層區），看到斷口呈沿晶開裂形貌，并伴有二次裂紋；同時局部晶界面上可看到受腐蝕形貌，如圖5所示。KwU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
綜合以上分析可判斷，該球頭斷裂是一種疲勞斷裂。KwU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
由斷裂拉桿球銷運行中不脫落且難以拆卸可推斷，球銷裝配時螺栓處施加了很大預應力。根據螺栓受力特點，在螺栓近支承面的第一扣處，承受著約65%應力。當該表面存在缺陷時（如晶界氧化、組織粗大），在運行振動環境下極易引發開裂。同時，對運行中的重要件螺栓處進行滲碳淬火處理是十分不合理且十分危險的。尤其當滲碳淬火工藝控制不當時，發生斷裂的可能性極大。KwU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1 0.8× 圖2 2×KwU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1：說明：斷裂發生在球頭銷螺紋的起始處。KwU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2：說明：球頭銷斷裂后球頭部分的斷口形貌。斷口雖已銹蝕，但仍可觀察到疲勞貝紋線，根據貝紋線的形狀可判斷疲勞源位于表面，圖中箭頭所指處。KwU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3 OMI 200×KwU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：球頭銷表面滲層中的內氧化黑色組織形貌。KwU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4 OMI 400×KwU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：經4%硝酸酒精溶液浸蝕。球頭銷表面碳氮共滲組織形貌。較粗針狀馬氏體和較多殘余奧氏體，并在圖上方內氧化區出現托氏體（黑色）層。KwU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5 SEI 400×KwU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：球頭銷疲勞源處掃描電鏡圖像，由于球頭表面經碳氮共滲，通常情況下，疲勞裂紋在滲碳層中以沿晶斷裂方式擴展。KwU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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