用于摩托車內(nèi)燃機(jī)活塞上的活塞銷外徑約為φ17mm，內(nèi)孔徑約為φ11.3mm,，全長(zhǎng)約為58mm,。材質(zhì)為20CrMo，滲碳后再加熱淬火,。

該活塞銷在摩托運(yùn)行1200km后發(fā)生斷裂,。損壞的活塞組件外形見(jiàn)圖（AM007-01 失效活塞組件形貌）所示，斷裂發(fā)生在連桿的一側(cè),。經(jīng)化學(xué)分析,，活塞銷材質(zhì)符合技術(shù)條件。

一,、宏觀分析：

斷裂的活塞銷外形見(jiàn)外形圖所示,。活塞銷外表未見(jiàn)明顯磨損,、變形現(xiàn)象,。斷裂面不與銷的軸線完全垂直，而是曲折發(fā)展,，有一段45°方向的斷面,。斷裂面處于活塞孔與連桿孔之間，即剪應(yīng)力最大截面之一,。但斷面方向表明斷裂不完全自由剪應(yīng)力引發(fā),。活塞銷斷口大部分在運(yùn)轉(zhuǎn)中被擦傷,，在未損傷區(qū)可見(jiàn)近內(nèi)孔處斷口較粗糙,，近外圓處斷口呈細(xì)瓷狀，均未見(jiàn)明顯變形現(xiàn)象,，見(jiàn)圖（AM007-02 活塞銷斷裂形貌）所示,。縱向截開(kāi)活塞銷,，可看到孔內(nèi)表面的加工刀痕十分粗糙,，并有斷續(xù)小裂紋,，見(jiàn)圖（AM007-03 活塞銷斷口形貌）所示。

二,、斷口掃描電鏡分析：

斷口經(jīng)超聲波清洗后置于掃描電鏡內(nèi)進(jìn)行微觀分析,。在內(nèi)孔表面可見(jiàn)有氧化物復(fù)蓋，并有平行斷面的裂紋,，見(jiàn)圖（AM007-04 表面開(kāi)裂形貌）所示,。在氧化物下可見(jiàn)準(zhǔn)解理狀斷口花樣，并有沿晶狀二次裂紋,，以及向內(nèi)推進(jìn)花樣,，見(jiàn)圖（AM007-05 近表層裂源形貌）所示。在裂紋擴(kuò)展區(qū)可看到平行推進(jìn)的疲勞輝紋,，見(jiàn)圖（AM007-06 裂紋擴(kuò)展區(qū)疲勞輝紋形貌）所示,。最后瞬斷區(qū)進(jìn)入滲碳層，呈現(xiàn)出滲碳層特有的沿晶開(kāi)裂形貌,，見(jiàn)圖（AM007-07 滲碳層區(qū)沿晶斷裂形貌）所示,。

三、金相分析：

在斷口附近分別截取橫向,、縱向試樣進(jìn)行金相分析,。

外圓表面滲碳層組織為：針狀馬氏體+殘余奧氏體+少量小顆粒狀碳化物，見(jiàn)圖（AM007-08 外表層組織形貌）所示,。馬氏體級(jí)別可評(píng)為2級(jí),，殘余奧氏體級(jí)別可評(píng)為1級(jí)，碳化物級(jí)別可評(píng)為2級(jí),。

心部組織為：鐵素體+低碳馬氏體,，見(jiàn)圖（AM007-09 心部組織形貌）所示。

在內(nèi)孔表面,，有明顯氧化,、脫碳現(xiàn)象；有多條由表及里的細(xì)裂紋,；在縱向試樣上可見(jiàn)有彎曲起步的橫向裂紋（見(jiàn)圖（AM007-10 縱向裂紋形貌）所示,；在橫向試樣上可見(jiàn)由表向滲碳層發(fā)展的徑向裂紋，見(jiàn)圖（AM007-11 橫向裂紋形貌）所示,。

七,、分析意見(jiàn)：

1.由金相分析表明，活塞銷材質(zhì)無(wú)明顯冶金缺陷,。

2.由金相及硬度測(cè)定表明，活塞銷的滲碳工藝過(guò)程基本正常,。

3.由斷口的宏觀及微觀分析推斷,，活塞銷失效為旋轉(zhuǎn)疲勞斷裂,，而開(kāi)裂的引發(fā)在內(nèi)孔表面。

4.由金相分析,、斷口分析中可看到內(nèi)孔表面十分粗糙,，并且氧化脫碳極易在淬火及運(yùn)行中萌生裂紋，該裂紋在運(yùn)行中,，在最大應(yīng)力截面處裂紋擴(kuò)展交匯相對(duì)快,，最后在近外圓處發(fā)生瞬時(shí)斷裂。

5.建議嚴(yán)格控制內(nèi)孔表面質(zhì)量,，尤其應(yīng)嚴(yán)格控制最終淬火加熱過(guò)程中的氧化脫碳,。