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汽车发动机缸盖开裂失效分析
时间 :
2022年7月21日
分类 :工程百科
1. 引言
某汽车配件生产公司的发动机缸盖，材质为AlSi6Cu4铸铝，发动机缸盖在使用过程中，在火花塞孔位置发生开裂现象，造成油水混合。
2. 试验与结果
2.1 外观检查
通过肉眼可清晰观察裂纹起源于火花塞孔边缘，向两侧扩展，裂纹形貌呈波浪形。
图1 失效样品外观
2.2 断口分析
断口表面呈严重氧化色，且起源区可观察到尺寸较大的沙孔；通过EDS分析各个不同形貌的位置，发现各个位置的成分有较大差异，Cu、Si、Fe、Mn等合金元素存在不同程度的偏析。
图2 分解后的裂纹形貌
图3 裂纹起源区
图4 起源区高倍形貌1
图5 起源区高倍形貌2
图6 EDS测试位置图
表1EDS测试结果
|
谱图 |
C |
O |
Mg |
Al |
Si |
Cl |
Ca |
Mn |
Fe |
Cu |
Total |
|
1 |
35.6 |
8.6 |
0.3 |
23.6 |
24.5 |
/ |
/ |
1.2 |
6.0 |
100.0 |
|
|
2 |
45.0 |
9.4 |
1.2 |
15.0 |
7.6 |
0.6 |
1.3 |
/ |
1.9 |
18.0 |
100.0 |
|
3 |
32.6 |
6.3 |
/ |
36.2 |
24.9 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
100.0 |
2.3 金相分析
从金相观察图可知，心部存在较多沙孔（黑色），断口
位置与心部位置组织均为白色枝晶状α固溶体 灰色块状共晶Si 淡灰色Al2Cu 黑色的β相，晶界析出第二相约占总面积的30%，且含有较多 Al2Cu和β相，存在组织偏析现象。
图7 断口位置金相图1
图8 断口位置金相图2
图9 心部位置金相图1
图10 心部位置金相图2
3. 结论
缸盖内部存在较多沙孔气孔，且大量的第二相组织沿晶界析出，在受力条件下从易应力集中的火花塞孔边缘的气孔起源，裂纹沿偏析的第二相晶界扩展，最终导致油水互渗。
4. 参考标准
[1] HB7739-2004航空金属制件失效分析程序与要求
来源：美信检测官网
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