【摘要】本文通過斷口分析、金相分析、化學(xué)成分分析，認(rèn)為造成發(fā)動機缸蓋失效的原因為：缸蓋內(nèi)部存在較多沙孔氣孔，且大量的第二相組織沿晶界析出，在受力條件下從易應(yīng)力集中的火花塞孔邊緣的氣孔起源，裂紋沿偏析的第二相晶界擴展，最終導(dǎo)致油水互滲。

【關(guān)鍵詞】 斷口分析，金相分析，失效分析，發(fā)動機缸蓋。

1. 引言

某汽車配件生產(chǎn)公司的發(fā)動機缸蓋，材質(zhì)為AlSi6Cu4鑄鋁，發(fā)動機缸蓋在使用過程中，在火花塞孔位置發(fā)生開裂現(xiàn)象，造成油水混合。

2. 試驗與結(jié)果

2.1 外觀檢查

通過肉眼可清晰觀察裂紋起源于火花塞孔邊緣，向兩側(cè)擴展，裂紋形貌呈波浪形。

圖1 失效樣品外觀

2.2 斷口分析

斷口表面呈嚴(yán)重氧化色，且起源區(qū)可觀察到尺寸較大的沙孔；通過EDS分析各個不同形貌的位置，發(fā)現(xiàn)各個位置的成分有較大差異，Cu、Si、Fe、Mn等合金元素存在不同程度的偏析。

圖2 分解后的裂紋形貌	圖3 裂紋起源區(qū)
圖4 起源區(qū)高倍形貌1	圖5 起源區(qū)高倍形貌2
圖6 EDS測試位置圖

表1 EDS測試結(jié)果

2.3 金相分析

從金相觀察圖可知，心部存在較多沙孔（黑色），斷口位置與心部位置組織均為白色枝晶狀α固溶體+灰色塊狀共晶Si+淡灰色Al2Cu+黑色的β相，晶界析出第二相約占總面積的30%，且含有較多 Al2Cu和β相，存在組織偏析現(xiàn)象。

圖7 斷口位置金相圖1	圖8 斷口位置金相圖2
圖9 心部位置金相圖1	圖10 心部位置金相圖2

3. 結(jié)論

缸蓋內(nèi)部存在較多沙孔氣孔，且大量的第二相組織沿晶界析出，在受力條件下從易應(yīng)力集中的火花塞孔邊緣的氣孔起源，裂紋沿偏析的第二相晶界擴展，最終導(dǎo)致油水互滲。

4. 參考標(biāo)準(zhǔn)

[1] HB7739-2004航空金屬制件失效分析程序與要求

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