某公司主轴产品热装时开裂。同期产品热装400件，有4件开裂。材质为30Cr13，调质处理，硬度HRC28～34。图纸M面做高频淬火，硬度HRC45～50。热装时加热到400℃，轴内孔与304内芯过盈装配，过盈量0.04mm。
来样及宏观断口分析，轴来样表面呈蓝紫色，属阶梯轴，304内芯为亮白色，（见图1a）。裂纹位于φ50段外圆表面，通长28mm，沿纵向分布，（见图1c、1d）。
解剖取样，一轴M面高频淬火在热装前即已完成，且中间还有一段φ45区域，其制造质量与开裂无直接关联，本次暂不解剖。先横向切取一轴裂纹部分，然后纵向剖开，内壁完好，无裂纹，可以确定裂纹仅存在于外圆表面区域。裂纹处优先取人工断口试样，其余取化学、硬度、金相试样，（见图2.）
宏观断口，断口呈三层。最外层呈灰褐色，断口平整，呈纵向纹理痕迹，与表面约呈45°，裂纹深度基本相同，有氧化皮附着；次层为氧化灰色，起源于外层尖端，呈线源向内脆性扩展；内层为银灰色人工新开断口，（见图3）
微观断口分析，扫描电镜下观察，端部外层呈纵向纹理，表面为较厚氧化物覆盖，（见图4a～4d）；次层起裂于外层尖端，线源型，表面为氧化物覆盖，纹理为准解理+沿晶断，（见图4e～4j）.
化学成分试验结果表明，化学各元素均符合30Cr13要求。
硬度分析试验结果表明，硬度合格。
金相基体组织试样夹杂物B类1.0级，（见图6a）。组织回火索氏体+细颗粒碳化物+个别区域共晶碳化物，呈轻微带状。偏析严重处有沿晶网状、小块状共晶碳化物，（见图6b～6d）。外表面组织为回火索氏体+细颗粒状碳化物，（见图6e、6f）。
裂纹旁横向试样金相分析，断口旁可见氧化皮层深度约16um，组织为回火索氏体+细颗粒碳化物，（见图7）。
纵向试样分析，断口旁纵向试样，组织为回火索氏体+细颗粒碳化物，个别区域碳化物呈轻微网状沿晶析出，见图8。
讨论与分析
接下来让我们讨论分析：材料热处理方面，轴化学成分合格，符合30Cr13材质要求。调质硬度合格。金相组织为回火索氏体+细颗粒碳化物，属正常调质处理。组织呈偏析特征，偏析严重处共晶碳化物呈沿晶网状及小块状分布。
氧化特性方面.30Cr13钢的氧化温度，通常500℃以下，表面氧化物膜不完整，氧化物量极少；570℃以上，形成完整的氧化膜，氧化速度较慢；950℃氧化反应剧烈，表面氧化物迅速增多。
断裂方面，一轴断裂外层氧化物覆盖较厚，有纵向磨平纹理，微观为摩擦痕迹，且呈约45°角，氧化皮约16um厚。分析认为，外层应为锻造或轧制过程中形成的表层裂纹，在后续球化退火及淬火时长期加热氧化所致。次层起源于外层线源开裂，断口呈脆性开裂，断面呈准解理+沿晶断，系调质过程中热处理淬火时裂纹尖端扩展开裂而成，其受到高温环境较表层次之，氧化程度较弱。
过盈配合热装时，一轴发现开裂。热装温度400℃，如果在热装阶段开裂，其表面氧化程度一定弱于直观上的所有外表面蓝紫色，本次断口的氧化色可以直接排除热装开裂可能性。形态方面，热装开裂通常起源于内壁，止于热装区域，本次裂纹通长28mm，超过热装区域，且裂纹仅在外表面，断面近似平行轴线，也不符合热装开裂形态。
综合分析认为，轴开裂系锻造或轧制后即已存在裂纹类缺陷，调质时进一步扩展，一直未被检出，热装时，表面开口位移加大被检出。
结论
本次失效分析的结论为：轴化学成分合格；硬度合格；组织属调质组织。轴裂纹非热装原因导致。一轴开裂性质为存在锻造或轧制裂纹，调质时扩展所致。
建议
球化后粗车前，建议核查是否存在表面裂纹，自认为能去除的情况。
核查此次开裂4件是否属于同一根棒料。
材料方面，开裂区域碳化物呈轻微网状严重于基体区域，尚不至于直接造成开裂。但是，鉴于心部区域出现共晶碳化物，仍建议持续关注碳化物状态。