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对断裂的氢气压缩机活塞杆进行了断口宏观形貌和微观形貌、化学成分分析，显微组织观察，拉伸性能、冲击性能以及硬度测试，分析了其断裂失效原因。结果表明：氢气压缩机活塞杆为疲劳断裂；活塞杆进行调质处理时淬火冷却速率过慢且回火温度不够高，得到的是不均匀马氏体、珠光体和索氏体的混合组织，而非均匀的回火索氏体，因此综合力学性能较低，导致过早出现疲劳断裂。