1、情况简介
某
圆锥破碎机主轴在水淬后等待回火时(约3h)突然裂成4块，其中1块竟飞出3m之远。现场调查得知，该主轴材质为45钢，约有660kg，最大直径为∮300mm左右。
2、理化检验
2.1断口检验
从该主轴爆裂后4块碎片的断口形貌及其开裂走向上分析，主断裂面是沿主轴中心孔纵向延伸至中心孔根部后横向断开，其余断面与轴向约成45°角并与主断面相连接，是主裂纹在扩展过程中遇到薄弱处而衍生出的次裂纹。所有断面均呈现出十分明显的粗晶脆性断口特征，断口整体较平坦，因此可以判断裂纹扩展非常迅速，各碎片的断口几乎是同时形成的。
2.2化学成分
对爆裂主轴取样进行化学成分分析，结果（质量分数）见表l。主轴的化学成分符合标准要求。
2.3低倍检验
经低倍试验，材料中有较严重的树枝状组织。树枝状晶体十分发达，近中心部分几乎都是由长达20mm左右的树枝晶组成，并于树枝晶间发现多条呈锯齿状的微裂纹和较多的疏松孔洞。在切片边缘即主轴表面有十分明显的淬硬层，测得淬硬层深度>12mm。在淬硬层中有大量呈网状分布的淬火微裂纹，表明淬水时冷却速度过大。
在低倍切片上还发现一长约70mm的内裂纹。该裂纹由两种不同的裂纹组合而成，根据裂纹形态和高倍观察，一部分裂纹呈锯齿状两侧无脱碳，并沿原粗大树枝晶间分布，为淬火前已存在的锻造裂纹，由原始疏松孔洞受锻造力的作用，沿粗大的树枝晶界位向联结而开裂；另一部分裂纹呈多条直指圆周边缘形态，裂纹两侧亦无脱碳并呈穿晶状态，为较典型的淬火裂纹
2.4高倍检验
在低倍切片l/2R处截取高倍试样（未淬透处），其显微组织为细片状珠光体十碎块状铁素体，由于粗大树枝晶所形成的成分偏析，在淬火组织中造成了明显的组织遗传，相应于树枝晶的枝干处有呈带状分布的魏氏组织带。
为进一步了解该主轴原始材料的情况，对原材料进行了低、高倍检验。其中高倍试样沿轴半径从表面、1/2R和心部各取1个试样进行金相检验。
低倍试验的结果与前述2.3节的结果基本相同，发现大量的粗大树枝晶组织。高倍试验结果见表2。
3、分析
(l)该主轴断裂面较平坦，无明显塑性变形，原裂纹形态挺直，显示出典型的淬火脆性断裂特征。
(2)开裂时的爆发力很大，表明淬火后主轴内产生了巨大的热应力。
(3)断口面无宏观冶金缺陷，低倍试验切片上虽发现了较严重的锻造裂纹，并在淬火时有一定的扩展。在分析过程中，曾把该缺陷判为主轴爆裂的主要原因，但这一缺陷并未暴露在断口上，即未能成为裂纹源，从而表明原材料的缺陷不是主轴爆裂的主要原因。
C4)在低倍和显微组织分析中发现原材料存在一些较严重的粗大树枝晶等缺陷，这表明原材料的锻造质量差，未能有效地改善原材料中的铸造缺陷，为裂纹产生和迅速扩展提供了条件。
4、结论
综上分析，①该主轴淬火效果较好，但同时也产生了巨大的应力，随着温度的降低，主轴的内部由压应力转变为拉应力，并逐渐增大和集中，由于未能及时回火，应力不能缓解，导致裂纹的产生造成爆裂。②原材料锻造质量未达到要求，而使轴内部存在一些缺陷，这也是爆裂的另一原因。
5、改进措施
严格执行热处理工艺制度，大直径主轴在淬火后应及时回火。加强对原材料采购的质量控制，采用优质锻件作为主轴的原始材料。
相关矿山机械设备：
1、
圆锥破碎机
2、
雷蒙磨粉机
3、
颚式破碎机
