2、該裂紋原始表面粗糙，電鏡下觀察斷口完全呈現韌窩狀，而壓斷斷口則呈脆性斷裂的解理狀和少量韌窩狀，說明原始裂紋是在較高溫度下形成的。

3、大型軸類鍛件在熱處理冷卻過程中，活件表層和心部分別先后冷卻，在冷卻后期外部金屬已經冷卻至低溫并發生組織轉變，形成強度和硬度較高的外殼，而這時心部金屬的溫度還高于外部；當心部金屬繼續冷卻時，其體積將隨之收縮，而此時外層金屬所形成的堅硬外殼將阻礙心部金屬的收縮；從而在活件的中心部位形成以熱應力為主的3向拉應力，其最大拉應力作用在截面的中心處(活件長度方向和直徑方向的中心部位)。有時心部金屬在這種3向拉應力的作用下，其自身強度將不足以抵抗巨大的拉應力，從而發生開裂。因此對于大型工件，有時即使在緩速中淬火也會有裂紋產生。

4、另外，本件齒輪軸心部組織存在較嚴重的微觀偏析現象。該組織偏析的存在顯著降低了材料的強度，特別是在冷卻過程中裂紋通常沿材料中的薄弱環節擴展。

5、由于大型鍛件心部組織在淬火冷卻時通常不發生馬氏體相變，因此具有較好的塑性變形能力；活件裂開后，隨著應力的釋放，裂紋擴展的勢頭被顯著遏制并停止擴展；同時裂口兩邊將在拉應力消失后發生回復性的塑性變形，從而導致裂口外觀呈現孔狀而非通常的扁平狀。

6、此外，解剖的齒輪軸內部裂紋走向為與軸向呈約45°角的縱向裂紋，而解剖方向為橫向，內部裂紋擴展方向示意如下圖所示，從而導致在解剖所得截面上直接看到的斷面兩邊不完全對稱，類似于孔洞的現象。