背景
在一场纳斯卡赛车比赛中，一根 300M 超高强度钢变速器输入轴在行驶约 254 英里后断裂。Rimkus 材料测试和调查小组进行了冶金失效分析，以评估断裂原因。
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对断裂的输入轴进行了一系列测试和分析，包括目视和立体检查、扫描电子显微镜（SEM）检查、金相/微结构评估、化学成分分析和洛氏硬度测试。
测试结果表明，断裂是由于晶间应力裂纹的疲劳发展造成的，该裂纹始于轴上的点状喷丸识别标记。点状喷丸雕刻在轴的硬表面（54 洛氏硬度 C - HRC）产生了高应力集中。观察到一个浅的晶间断裂带，它始于轴上点状喷丸刻字的底部。在输入轴最终扭转过载失效之前，观察到两个疲劳进展事件，覆盖了约 33% 的断裂表面。起始位置的晶间裂纹表明表面状况较脆，这可能是轴表面残余应力过大的指标。
对断口进行的金相分析表明，在相邻的点状坑纹底部出现了二次、初生的晶间裂纹。在轴的马氏体微观结构中未发现异常情况。
输入轴材料的化学成分分析表明，轴是由 300M 超高强度合金钢制造的。成分中未发现异常情况。
300M 轴的高硬度（HRC54）使部件对缺口高度敏感，延展性极低。点喷标记的字样提供了缺口效应和断裂起始的应力上升位置。
照片
图 1： 断裂的输入轴（上图）和两个经历类似赛车条件的对比轴的概览。
图 2： 断裂的输入轴特写。断口与部件上日期代码戳中的 "0 "交叉（箭头）。
图 3： 输入轴断裂的低角度视图，断裂源位于日期代码中的点状喷丸 "0 "处。
图 4： 断裂表面特写显示断裂起源于脆性晶间区（蓝色箭头）。在最终扭转过载之前，观察到两个疲劳区在约 33% 的断裂表面上扩展，在疲劳区 2 还发现了疲劳停止痕迹和氧化现象。
图 5： 低倍扫描电子显微镜视图显示了断裂起始区域的断裂表面。
图 6： 放大后的扫描电子显微镜视图显示存在晶间断裂，这表明断裂源处存在高硬度脆性条件。
图 7： 断裂源的高倍扫描电子显微镜视图显示，断裂起始于轴外径表面的点状压痕底部。
图 8： 断裂源的放大扫描电镜视图显示，断裂始于 "0 "的垂直线。可以观察到断裂起始点附近的脆性晶间区。
图 9： 高倍率扫描电子显微镜观察到垂直 "0 "处的断裂源。
图 10： 通过断裂原点纵向截面的光学显微镜图像显示，断裂原点处的表面有一个凹痕，这是点喷标记的结果。在断裂原点的下方还可以观察到一个凹痕。
图 11： 从高倍光学显微镜下观察断裂源的纵向截面，可以看到脆性晶间断裂的迹象。在马氏体微观结构中未发现异常情况。
