理化检验-物理分册质量控制与失效分析反击式破碎机双转子断裂失效分析黄志求，云广鹏，金宝士（佳木斯大学，佳木斯154007）分析。分析结果表明，其断裂属于解理和沿晶复合断裂，断口解理面较大，组织中有大块自由铁素体和粗大魏氏组织。此双转子未经热处理就投入使用以及该转子存在的缩松和气孔是导致该双转子断裂失效的主要原因。

　　9：A文章编号：1004 1情况简介121双转子反击式破碎机在运行过程中其两个转子体突然发生断裂，设备严重损坏，被迫停产检修。转子材质为ZG45钢。根据现场工作人员介绍（装机时间，运转周期等略），转子断裂前运行正常无任何征兆，是突发性的断裂事故。破碎机中的二级转子在板锤镶嵌槽的部位，沿轴向完全断裂成三部分，其中两部分断裂体尺寸较小，各占转子体的1/4而另一块断裂体尺寸较大，占转子体的1/2.一级转子在同样的部位断裂成两部分，两块断裂体的尺寸相差不多，各占转子体的1/2.两根转子轴也断裂，断裂部位均在320mm处。是断裂转子体的实物照片，从a和b中可以清晰看到收穑日期：20041202宽约4~5cm，长约50 ~60cm的两处陈旧裂纹。在c和d中可以看到一字形和A字型的铸造缺陷（箭头所指）。另在两断裂的转子体上，在板锤镶嵌槽底部可见明显的风焊切割所留痕迹，表面粗糙氧化严重。在一级转子体上距轴孔表面20~30mm处有一个宽3mm，长35mm的铸造缺陷，内有氧化物。在裂纹表面处小的横断面尺寸为85mm. 2反击式破碎机的构造及工作特点简介2.1构造双转子反击式破碎机内装有两个平行排列的的转子，两个转子不在同一水平面上，见。级重型转子的位置稍高于第二级轻型转子，级用于粗碎，第二级转速较高，用于完成成品；两个转子分别由两台电机驱动，传动装置装有液压联轴器。级和第二级反击板的一端用活较装于机壳两侧理化检验-物理分册黄志求等：反击式破碎机双转子断裂失效分析（a）陈旧裂纹（b）陈旧裂纹（c）铸造缺陷（d）铸造缺陷转子断裂形态实物照片破碎机示意。反击板2.板锤3.传动轴4.转子5.机体板上，另一端分别用调节弹簧挂在机壳后侧板上，分腔反击板悬挂在两个转子之间，将机体分为两个破碎腔。在分腔反击板与第二反击板下部装有不同篦缝大小的篦条衬板，使达到要求粒度的颗粒即时卸出。在第二级转子的卸料端设有均整篦板和固定反击板，以消除个别大块物料排出，确保成品粒度的匀整性。

　　入的物料，物料受到冲击，并抛向机壳内的反击板，受到第二次的冲击，在从反击板反弹出来，受到板锤的再次打击，在往返打击过程中物料块之间还相互碰撞。上述过程如此反复，终生产出成品。

　　3失效分析及预防措施3.1宏观分析在一级转子体上距轴孔表面20~30mm处有一宽3mm，长35mm的铸造缺陷，内有氧化物；反击体调整弹簧架损坏，均整板部位损坏，个别的主轴承座有轻微损坏，这些均可能源于风焊安装板锤时留下的。

　　取残骸样进行硬度测试，其硬度<低于规定的硬度（20~26HRC），不符合轴类零件的使用要求。

　　3.2微观分析（1）断口分析在断裂体上取样进行断口分析和金相组织分析。从断口扫描电镜照片可以看出，其断裂方式为沿晶和解理混合断裂，解理刻面平整粗大，见a和b靠近板锤镶嵌处，距离表面约0.5mm深处存在不规则皮下气孔，见c和d.另外，现场检查时，在二级转子板锤镶嵌槽该机的主要工作部件使带有板锤的高速旋转的转子断口的SEM像转子，转子的转向使板锤自上而下的迎击进料口投Fig.3SEMforfracture理化检验-物理分册黄志求等：反击式破碎机双转子断裂失效分析中部的裂纹表面上发现一大深度为5mm，长为15mm的半圆形陈旧裂纹，裂纹表面严重氧化并有切割留下的痕迹。

　　（2）金相组织分析是试样不同热处理状态的显微组织。其中a是在转子体上取样直接观察的显微组织，可见其组织粗大，有大块自由铁素体并有较多的魏氏组织。根据组织状态初步判断，转子未经热处理，属于铸造状态。自由铁素体的尺寸与断口中的解理刻面的大小相当。b是920*C正火态的显微组织，正火后的试样组织变得很细小均匀，具有良好的力学性能。同时在基体中发现一球形夹杂，它破坏了基体的连续性，使零件过早失效；c为淬火后的板条马氏体组织，d是900C淬火加550C回火的调质态组织，调质后的组织为回火索氏体组织更加均匀和细小。经硬度检测，直接取样样品的硬度为90~110HB正火态样品的硬度为160~190HB，调质态样品的硬度为240~260HB.另外从能谱的半定量分析发现：①断裂体中存在氧、硅、钙等非金属元素；②铸造缺陷成分分析结果，氧含量很高，其产生原因可能是该铸造缺陷与外界相通，加速其氧化过程；③气孔基体周围可见两种不同的小晶胞突出于基体表面，能谱分析表明它与基体成分基本一致。小晶胞可能是没有长大（a）原始态不同热处理状态的显微组织的树枝晶的晶胞，形成原因是由于在其刚刚形成并要长大的过程中却无钢液补充。

　　4结论（1）转子体表面粗糙，安装板焊缝处的切割痕迹以及转子体的陈旧裂纹使转子存在使用隐患。

　　（2）转子铸造后未经热处理即投入使用，以及转子上存在的夹杂、缩松和气孔等铸造缺陷是导致转子断裂的主要原因