汽车后桥半轴断裂分析是什么？

通过硬度测量和金相检验，确认后桥半轴 的疲劳断裂是由于热处理不当造成的，导致汽车后桥半轴结构中的铁素体较多，导致硬度和强度不足。

1.宏观检查表明，花键断裂。断裂呈菊花形，整个断面呈倒锥形。裂纹先出现在花键轴外部。岩芯区域为灰黑色，无金属光泽，为瞬时断裂区域。2.裂纹分析

（1） 断口后桥半轴中基体夹杂物较少，裂纹两侧无夹杂物，但裂纹中有氧化皮，不具有非金属夹杂物引起的裂纹特征；

（2） 裂纹两侧无脱碳，线条平缓，尾部细长，不出现秃顶。不包括因原材料缺陷（白点、疏松、剥落和皮下气泡）引起的非淬火裂纹；

（3） 裂纹深度超过硬化层，硬化层中索氏体和屈氏体组织细小均匀。不包括因淬火温度过高等不当淬火引起的淬火裂纹。

（3） 微观结构

40Cr钢经淬火和回火处理后的未硬化层为屈氏体和索氏体，铁芯中允许存在铁素体。

在花键轴断裂处取样，并在光学显微镜下观察。花键齿的微观结构为回火索氏体和回火屈氏体。半轴部分的基体结构为索氏体，其上沿晶界析出网状和针状铁素体，黑色物质为屈氏体。可以看出，铁素体含量随着从花键底部到中心的距离逐渐增加。

根据成分分析，后桥半轴所用材料的化学成分满足gb3077-88标准中40Cr的成分要求，钢为纯钢。因此，可以排除因误用材料和钢材质量差导致的断裂因素。

半轴花键的硬度测试结果表明，从中心到齿的硬度值明显较低。由于后桥半轴工作环境恶劣，承受双向交变扭转应力，花键轴为力支点，硬度不足可能导致在每个凹槽的夹角处形成疲劳芯，同时沿±45º的两个倾斜方向扩展，在轴的中心收敛，呈现星形断裂。

从微观组织来看，后桥半轴中有较多的铁素体，沿晶界以网状和针状析出。一般情况下，汽车半轴需要进行淬火和回火处理，即将半轴加热至AC3+（30-50℃），保持一段时间，然后以大于临界冷却速率的速率冷却。过冷奥氏体完全转变为马氏体，而不接触C曲线的前端。如果冷却速率低于临界冷却速率，部分奥氏体将转变为屈氏体和贝氏体，铁素体将优先沿晶界析出，导致钢的硬度和强度降低。一般有两个原因：一是冷却介质选择不当；另一方面，由于批量生产，炉子负荷过大，零件堆积导致冷热循环不良，留下C曲线，淬火后必然出现屈氏体和未熔化铁素体。淬火组织中未溶解的铁素体不能通过高温回火去除。回火的目的是消除淬火和晶格畸变引起的内应力，降低硬度，提高塑性和韧性，并且不改变现有的铁素体。半轴向组织中的细网状铁素体也是淬火后存在的组织。不同之处在于，块状铁素体是由淬火温度低、保温时间不足和奥氏体化不足造成的，而网状铁素体由于冷却过程中冷却速度慢而优先沿晶界析出。