某电站风机工作中发生早期失效断裂。风机轴材料为45钢。失效前发现风机轴偏斜，并与风机罩发生摩擦，同时发现该风机振动严重。其水平振动为50-60，垂直振动为40-50，为一般风机振动幅度的2-3倍。

    经检验发现，宏观断裂起源于断口面的三处缺陷处，工件受旋转弯曲交变应力作用使裂纹扩展，超过轴颈1/2位置处后，裂纹迅速发展至工件断裂。断口疲劳源区光亮平滑，疲劳区形貌相似，但有疲劳弧线分布，弧线圆心指向断裂区。断裂区断口粗糙，呈脆性结晶状断口，该断口为疲劳断裂特征。经扫描电镜观察，在裂纹起始区发现许多微观台阶与台阶状河流花样形貌。分析认为，工件缺陷处存在局部较大应力，促使疲劳裂纹萌生和扩展形成上述台阶形貌；裂纹扩展区域呈沿晶解理断裂，具有明显的珠光体解理形貌特征。金相观察发现，缺陷部位表层白亮组织为细小珠光体+铁素体组织，黑色组织为淬火板条马氏体组织，基体组织为铁素体+珠光体+魏氏体组织。组织分析表明，缺陷部位组织为焊接组织，表层是低碳钢焊接组织，铣素体含量高，而珠光体含量低（焊条成分近似20钢），表层铁素体+珠光体内为45钢基体淬火组织。

    分析认为，轴断裂起源处在表面焊接缺陷部位。焊接中存在严重虚焊点，这些缺陷使工件力学性能连续性破坏，产生严重应力集中，成为裂纹源并成为疲劳断裂的主要原因。通过上面检验观察可知，裂纹在缺陷根部产生，在严重应力集中作用下，形成致密状裂纹，裂纹扩展伴随台阶形貌形成并出现微裂纹。风机轴在旋转弯曲应力作用下，使疲劳裂纹进一步扩展，由于材料脆性较大，工件断裂呈沿晶解理断裂。另一方面，金相组织中工件珠光体含量偏高，并且有明显的魏氏组织缺陷，魏氏组织出现与工件加热温度偏高和冷却过快相关，出现魏氏组织使工件疲劳强度下降，促使工件早期断裂。此外，该风机运行中振动过大，工件附加振动疲劳应力，与旋转弯曲疲劳联合作用，也导致风机轴疲劳寿命降低。

    根据以上分析，提出技术改进措施如下：

    （1）采用小型高频加热设备进行焊接热处理时，应严格焊接工艺和质量，杜绝虚焊等缺陷，焊后检验严格把关，确保焊接部位工件质量。

    （2）应严格风机轴的感应热处理工艺，消除魏氏组织，保证工件金相组织和性能良好，符合技术要求。

    （3）改进风机装备安装和运行保养维护，保证风机在良好状态下运行，减少和消除风机振动危害。

    采用小型高频加热设备进行热处理后，风机轴早期断裂失效缺陷不见了，成功消除了魏氏组织，经众多实践证明，其工作性能大大提高，生产运行良好，使用寿命也是原热处理的2-3倍。