45鋼φ60mm電動機軸運行不到半年就發(fā)生早期斷裂失效，造成生產(chǎn)事故。電動機軸工作中主要承受交變彎曲應力和扭轉(zhuǎn)應力作用。檢查發(fā)現(xiàn)，該電動機軸采用調(diào)質(zhì)處理，但未經(jīng)磨加工，車削痕跡明顯。經(jīng)分析缺陷產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)采用超音頻加熱爐進行調(diào)質(zhì)熱處理，可有效避免缺陷的產(chǎn)生。

電動機軸宏觀斷口可分為帶狀區(qū)、光滑區(qū)和粗糙區(qū)三部分。在帶狀區(qū)和光滑區(qū)的連接處可見二次裂紋，其方向平行軸向擴展，粗糙區(qū)域軸表面發(fā)現(xiàn)嚴重擦傷痕跡，擦痕呈藍黑色，有明顯受熱跡象。

初步分析指出，該斷口屬疲勞斷口，疲勞裂紋源為軸表面切削加工痕跡，光滑區(qū)為疲勞裂紋穩(wěn)態(tài)擴展區(qū)，粗糙區(qū)為瞬斷區(qū)。

對電動機斷口進行了金相觀察分析。軸心部金相組織為鐵素體和珠光體組織，晶粒度5級。沿軋制方向分布的粗大條狀鐵素體中，存在大量條狀分布、呈灰黑色的塑性夾雜物，EDS能譜分析該夾雜物為MnS，等級為3級。帶狀組織沿與基體間界線處有大量細小孔洞，二次裂紋沿此界線擴展。帶狀區(qū)顯微硬度為190HV，比基體硬度（290HV）低很多，是裂紋擴展薄弱區(qū)。

金相分析表明，該電動機軸曾堆焊加工，而堆焊層與基體的界線（即熔合線）處存在大量細小孔洞，在表層拉應力的作用下，在熔合線薄弱處形成大量二次裂紋，裂紋擴展在堆焊層下形成環(huán)狀二次裂紋，二次裂紋是疲勞裂紋源，在拉應力作用下裂紋擴展至斷裂；而電動機軸未進行調(diào)質(zhì)處理，鋼中雜質(zhì)MnS含量高和帶狀薄弱區(qū)硬度很低等，促進裂紋迅速擴展，造成45鋼電動機軸疲勞斷裂早期失效事故。

防止電動機軸疲勞斷裂措施如下：

（1）電動機軸磨削加工，消除車削痕跡，消除疲勞裂紋源，提高電機軸表面精度。

（2）采用超音頻加熱爐進行調(diào)質(zhì)熱處理，改善和細化組織，減少組織不均勻性。

（3）嚴格控制電動機軸45鋼雜質(zhì)含量及分布。

（4）改進加工工藝，去除電動機軸堆焊加工，消除堆焊區(qū)萌發(fā)裂紋和裂紋擴展（薄弱區(qū)域）條件，增強電動機軸整體強度和韌性指標。