在实际的失效分析过程中，常常也会遇到这样的情况，即宏观断口不能判断断裂的性质，而需要用微观分析的方法来进一步确定；或者，微观分析不能找出确切的原因，而宏观分析加以实际工况运行条件分析，可以帮助我们确定断裂的原因。因此，在实际分析工作中，应视具体情况，综合运用宏观分析和微观分析方法，进行辩证分析。

1.磨煤机变速箱高速轴断裂分析

磨煤机电动机型号为JSQ1512-6，功率为780kW，转速为990r/min。磨煤机高速轴材料为37SiMn2MoV，运行转速为150r/min，使用环境温度（油温）≤60℃。发生断裂的高速轴的断口如图3-23所示。断裂面裂纹从轴表面起裂，与轴的轴向垂直。扩展到约R/3处裂纹开始转向与轴向呈一定角度扩展。在断裂表面可以观察到粗大台阶，这是高应力低周疲劳断裂的一个特征，如图3-24所示，可以确定此次变速箱高速轴的断裂属于疲劳断裂。

图3-23 发生断裂的高速轴的断口

图3-24 裂纹起裂区的疲劳台阶

断口的两个面均有较大损伤和不同程度的烧伤。图3-23所示B端烧伤严重，轴承内套圈与轴发生焊合。

在断轴断面上取样，进行金相分析，如图3-25和图3-26所示。

图3-25 断轴A端断面附近金相组织

图3-26 断轴B端断面附近表层金相组织

在断轴的B端安装轴承部位的轴表面有一层后来喷涂的低碳钢，该层低碳钢含碳量偏低，只有极少量的珠光体。

综上试验分析结果，该轴的断裂原因为：喷涂层硬度偏低，疲劳强度偏低，在轴表面产生疲劳裂纹。裂纹扩展后破坏轴的转动平衡，轴承部位与轴的同心度发生变化，导致轴承转动受阻，轴承升温，形成干摩擦，转矩增大，同时热量传导至轴基体，导致轴升温，基体轴的强度下降，加速裂纹扩展，最终断裂。(www.daowen.com)

由此例分析可以看出，断轴断口已无法进行微观分析。但宏观形态可以确定其断裂特征，加之适当的微观分析，就可以做出符合实际的分析结果了。

2.高压气缸外缸螺栓断裂分析

某高压气缸外缸用紧固螺栓材质为25Cr2MoV，规格M100×4，长度为1085mm。该高压气缸于1987年安装，运行期间每4年一次大修，2007年大修拆卸，2010年2月停机开机，转速达到1000r/min时，该高压气缺外缸用紧固螺栓发生开裂，螺栓头（连带螺母）从气缸上直接掉落。断裂螺栓与后续试验取样部位如图3-27所示。

图3-27 断裂螺栓与后续试验取样部位

螺栓属于脆性断裂，断口与螺栓的轴向垂直，断面粗糙，断口周围无塑性变形。宏观分析并不能提供更多的信息。

在断口边缘部位取样进行微观分析。断裂螺栓断口SEM形貌见图3-28所示。从断口最边缘处一直到裂面深处，断裂的微观机制均为解理断裂，并伴随大量的沿晶裂纹和二次裂纹，属于典型的脆性断裂。

图3-28 断裂螺栓断口SEM形貌

从断裂的螺栓断裂面靠近杆体侧沿纵向取样，进行室温拉伸试验以及室温和低温（-20℃）冲击试验。试验结果符合螺栓设计要求。冲击试验断口与螺栓实际断口微观形态完全一样，为解理断裂特征，如图3-29所示。

由断口微观形态和冲击试验断口微观形态对比分析，可以得出螺栓断裂的原因：螺栓受到较大的冲击力作用而断裂，且有一定的横向载荷或偏心载荷作用。

由此例分析可以看出，断轴断口宏观形态对于确定其断裂原因并无可靠信息，但对比微观分析和试验结果，就可以做出符合实际的分析结果了。

图3-29 冲击试样断口SEM形貌