柴油机小零件分析集合帖及断口分析讲义等

gtn1314

近期有机会得到一些柴油机小零件的样品，想发个帖子集中分析一下，欢迎各专家莅临指。
样品均无详细信息，所以能解释的解释一下，不能解释的，有请诸位专家指导！
1. 铸铝活塞截面金相及SEM图片
先上金相图片：



再上SEM图片：





基体为α铝，大块状暗灰色为硅相，亮色骨骼状为AlCuNi相，稍深的灰色为AlSiCuNiFe相，合金为复杂铝合金。局部还含成分非常复杂的相，EDX谱线如下：

kp007

Q请注意观察部分表面到心部含fe量的变化！能做个fe含量到心部曲线吗？

gtn1314

回复 2# kp007

什么意思？

kp007

回复 3# gtn1314


    现代活塞由于功率的提升，活塞环和活塞的材料的配合是个技术难题，所以第一道环出现了带镶圈的环槽，在铸造的时候会有fe的扩散。

gtn1314

零件边缘在拍了几张图片，铁相增多，估计是外镶铸铁互融的结果：

12倍下上边缘处有特殊组织



网速太慢，明天续了。

gtn1314

又用扫描电镜看了一下：

gtn1314

2. 气门座圈断裂分析：
气门座圈正常使用中断裂，断口无塑性变形，局部有放射状条纹，材料可能为Cr-W-Co类合金，宏观断口如下，对断裂分析有研究的请发言哦：

gtn1314

局部的扫描电镜低倍照片：

gtn1314

断口观察到彗尾状断裂形态：



局部有明显疏松：

gtn1314

做座圈断面金相如下：



疏松处金相如下：

gtn1314

我的看法是材料局部存在较严重疏松，铸造组织粗大且枝晶方向性明显造成零件力学性能低导致使用过程中受较大载荷时断裂。

kp007

回复 10# gtn1314


    我认为你的腐蚀剂太厉害了，你觉得呢？

gtn1314

回复 12# kp007

没办法，不厉害腐蚀不了，试过淡一点的，有些组织没出来。

gtn1314

3. AC8A铝活塞：



局部有疏松：

这个样品也是使用中断裂，但断裂起源没看到明显冶金缺陷，金相组织也是不错的，请各位专家多提看法哦，为什么会断呢？使用问题？还是有什么冶金缺陷我没看出来？
SEM图晚上发，但也不一定发得了。这两天我上这个网站不太顺利，经常莫名其妙无法连接了，其它网都正常的。晚上我的有线通宽带慢，不一定上得了。
所有样品都是进口件上的，可能和国内的东西有所不同，请畅所欲言，有啥说啥，老外的东西，好好在哪里，差差在哪里，也算对大家今后分析进口件有个帮助。

wu294

回复 14# gtn1314


    楼主能帮忙理解一下图片中的4种相吗？
谢谢！

gtn1314

回复 15# wu294

1为AlCuNi相，4为AlSiCuNiFe相。2和3需要借助EDX作能谱分析后才能确定。

leomet

很多破裂案例都是從疏鬆起裂.

kp007

回复 17# leomet


    吴老师对9楼和10楼的照片有什么独到的看法？

zelda

楼主用的扫描电镜可是FEI的？

gtn1314

回复 17# leomet

谢谢吴老师的回复，第二个案例是典型从疏松起裂的，但是第三个，虽然局部有疏松，但是起源处倒是很难看出有疏松，电镜照片如下：
裂纹源依据沿放射线倒推的原则认为是右上角附近：

放大观察有小平面出现，据我以往经验一般为脆性相或过热造成：


还有局部有含S，Ca的夹杂物，白色部位：

但是，没看见明显疏松造成的枝晶圆凸。
如此小的缺陷，也可能作为裂纹起源，但是一般只能是疲劳源，而断面却显示为脆性断裂，该缺陷处疲劳特征不明显，所以郁闷。
后来，我观察到边缘有些异常，类似疲劳特征，但旁边也有明显擦伤，疲劳处怀疑是边缘起裂，因该处尺寸突变有应力集中效应，而材料本身性质较脆，所以形成脆性特征，但是因为不是我取样的，工件使用工况不明，疲劳特征是取样造成还是使用造成也不能断定，所以只能是猜测。
裂纹起源附近疲劳特征：


疲劳源附近的擦伤痕迹：


请吴老师指点！