铝合金金相系列照片

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LD5,淬火人工时效,低浓度混合酸

[ 本帖最后由 wujunfeng610 于 2009-7-14 00:47 编辑 ]

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卡箍断裂失效原因分析

牌号 LC4（D）
状态：CS在装配时断裂，断面平齐，无明显塑性形，边缘也无剪切唇。
夹杂直接破坏了材料的连续性，使材料的强度大幅度降低，在缺陷处造成很大的应力集中，此处最容易成为裂纹起源的位置使裂纹得以扩展，最后引起断裂。此处未见任何加工痕迹，造成开裂的原因应该为表面夹杂的存在。

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螺母的制造流程为：原材料—模锻—模锻件毛坯—酸洗—钳工—车削—铣削—车削—钳工—液压试验—检验—荧光—表面处理
n n螺母A裂纹目视不明显；螺母B肉眼可见明显裂纹，见图4-1中箭头所指。裂纹出现在零件根部，该部位为零件分模面部位。用200g/LNaOH水溶液腐蚀后照片见图4-2，螺母A也有裂纹存在，开裂严重情况次于螺母B，裂纹存在部位螺母B与一致，位于零件分模面，即零件内侧根部。螺母A裂纹外侧与内侧情况见图4-3与图4-4，外侧裂纹为非连续裂纹，内侧则为连续裂纹，因此，螺母A裂纹应该起源于内侧。
螺母从亮痕部位（分模面）开裂；螺母B外侧裂纹尾部和尾部附近的亮痕见图4-5中白色线圈所示。螺母内外已经裂透，，裂纹出现在螺母内侧根部附近。螺母B开裂长度超过其周长的一半。
将螺母B的裂纹人工打开，体视镜下摄取的照片见图4-7中的a、b与c，a中破裂棱线较b与c部分细，从破裂面a看，内侧比外侧较为平整，因此破裂源应为图4-7中a部分的内侧，与螺母A的破裂情况相同
螺母B取样进行低倍试验，腐蚀后的试样情况如图4-8所示，低倍试面无宏观材质冶金缺陷，流线走向分两部分如图中L与D两区域。螺母根部附近流线不明显
取高倍试样，抛光状态下亮痕部位与其他部位未见不同，经低浓度混合酸腐蚀后锻造流线如图分布见图4-9，图4-9中白色箭头所指为零件开裂部位，A、B区流线走向不一致，沿细白线呈对称分布。白色箭头所指部位流线不明显。硬度试验，A、B区比中间部位高（显微硬度高20左右）。
图4-9中的试样在显微镜下组织如图4-10，其中E区、F区G区晶界排列方向明显不同，其原因应为E、F区锻造变形方向不同。100倍下组织如图4-11所示，组织无过热过烧现象（见图4-12），但中间部位组织变形不充分，存在原材料组织。G区恰为零件开裂部位。零件的开裂与E、F区锻造变形方向不同且G区组织无锻造变形有关。
由于该零件为模锻件，锻件分模面附近金属晶粒在剧烈的塑性变形过程中，不同晶体的塑性变形特性不同，使相邻晶粒间产生切应力，切应力和局部温升又会导致晶界结合力减弱，在与第二相（化合物相等）沿流线的不均匀分布的共同作用下，极易导致在分模面处开裂和流线密集处形成微裂纹。
n分模面部位的组织为材料的原始状态组织，此部位的流线在锻件毛坯机加过程中遭到切断，这更一步减弱了分模面部位承受轴向力的能力，，分模面是受力最薄弱部位，从而容易导致在分模面部位形成裂纹。
螺纹退刀槽底部与该零件的锻造分模面几乎重合，在受纵向的预紧力（该零件在装配后的受力）的情况下，容易在此处形成应力集中部位，该锻件锻造分模面设置情况与退刀槽底部相重合导致该部位纵向受力能力更进一步弱化，导致裂纹的扩展而开裂。
结论
n零件的开裂与材质无关；
n零件的开裂部位为锻造分模面部位，设计不合理；
n裂纹起源于零件的内壁；
n零件的锻造分模面存在未变形组织，锻造分模面部位纵向受力能力较差是导致零件开裂的直接原因。






[ 本帖最后由 wujunfeng610 于 2009-7-14 22:32 编辑 ]

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结论

n零件的开裂与材质无关；
n零件的开裂部位为锻造分模面部位，设计不合理；
n裂纹起源于零件的内壁；

n零件的锻造分模面存在未变形组织，锻造分模面部位纵向受力能力较差是导致零件开裂的直接原因。

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待续，后面有时间继续上传

cmc01253

感谢楼主分享断裂失效件的分析，能否上传 螺母破裂分析完整报告？