嘉峪检测网 2024-11-23 18:25
导读：客户汽车发动机支架设计寿命10万公里，但在安装之后即发生早期断裂。
1、测试背景
客户汽车发动机支架设计寿命10万公里，但在安装之后即发生早期断裂。该支架材质为铸铝A380，铸造工艺为压力铸造，表面经抛丸处理。客户送检发动机支架-断件，其一端安装在变速箱上，另一端安装在悬置固定在横梁上。根据客户要求，对发动机支架-断件进行失效分析测试，以期找出断裂原因。没有特殊声明，测试位置均取自变速箱侧断面。
2、实验方案
3、测试结果
3.1 宏观形貌观察：
发动机支架断面无明显塑性变形，整体呈灰白色且可观察到较多小亮面。裂纹起始于左侧支撑薄壁边缘（A区），终止于右侧拐角及厚壁两个台阶处（C区），中间大面为扩展区（B区）。下图所示箭头方向为裂纹扩展方向。
3.2 微观形貌观察：
发动机支架断面A区域（裂纹源）浅表层位置可观察到较多夹渣和气孔；B区域（扩展区）也可观察到夹渣和较明显的枝晶和孔洞，断面主要为准解理和少量的解理面，呈脆性断裂；C区域（终断区）表层附近可观察到一些撕裂韧窝和夹渣。
3.3 抛光态形貌观察：
发动机支架A区（裂纹源）浅表层观察到较多气孔缺陷，中部位置也可观察到较密集的缩孔缺陷。
3.4 腐蚀态形貌观察：
发动机支架基体金相组织α枝晶与α+Si+Al2Cu三元共晶体均匀分布，共晶硅为短杆状和针状，为变质不足状态（参照JB/T7946.1-2017（钠变质）)。
3.5 化学成分测试：
参照ASTM B85-2014标准，发动机支架-断件样品化学成分符合A380规格要求。
4、分析讨论
1.发动机支架裂纹源位于左侧支撑薄壁处，此位置浅表层存在较多夹渣和气孔等铸造缺陷；
2.发动机支架大部区域均可观察到明显的枝晶和孔洞等缺陷，断面主要为准解理和少量的解理面，呈脆性断裂；
3.发动机支架基体组织变质不足，α枝晶与α+Si+Al2Cu三元共晶体均匀分布，共晶硅为短杆状和针状；
4.发动机支架化学成分符合A380成分规格。
5、结论
发动机支架-断件整体存在较严重的夹渣、气孔、枝晶等铸造缺陷，且基体变质不足，存在较多短杆状和针状共晶硅，严重降低基体强度，以致在使用过程中，表层缺陷处应力集中萌生裂纹，进而不断扩展发生断裂。
6、改善建议
改善铸造工艺，减少铸造缺陷。
来源：Internet
