伺服马达联轴器断裂失效分析
- 时间：2020-01-05作者：优尔鸿信检测技术（深圳）有限公司浏览：1094
某公司伺服马达联轴器在安装过程中本体开裂失效。为查找其开裂失效原因，委托本检测中心对其做了一系列的理化分析与检验。
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失效样品图片
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客户提供之材质信息：本体材质为压铸铝合金ADC12，表面镀化镍。
1 检测分析结果
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1.1 断口分析
以扫描电镜SEM观察断口形貌，分析断口特征及其失效模式：
其中左图为低倍图片，整个断口无宏观塑性变形特征，为典型的脆性断裂，断口表面存在大量孔洞，放大后右图，根据孔洞形貌特征，推测应为铸造缩孔。
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1.2 切片分析
将样品制作切片，经镶嵌、研磨、抛光后，以金相显微镜分析断口部位基材内部结构特征。
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特征分析：
(1)见上图， 样品表面局部存在微裂纹，微裂纹表面可见镀镍层，表面在电镀前此处已存在微裂纹，微裂纹可能为表层缩孔所致，易发展成裂纹源；
(2) 基材内部存在较多缩孔及疏松缺陷；
(3) 基材内部存在大量粗大针状及块状初晶相，粗大针状初晶相割裂了基体的连续性，易引起应力集中，导致力学性能恶化，尤其是塑性的降低为显着。
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1.3 金相分析
将切片用混合酸溶液侵蚀后，以金相显微镜分析样品的金相组织：
金相分析图片参见图6，其中白色枝晶块状为初生α固溶体，基体为α+Si共晶体。
根据EDS测试结果，亮灰色粗大针状初晶相主要为Al-Fe-Si杂质相(应为初晶β相Al9Fe2Si2)，亮灰色块状初晶相主要为Al-Fe-Si-Mn-Cu-Cr相。
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1.4 材质分析
将样品表面镀层用研磨方法去除，采用火花原子放射光谱仪Spark-AES对样品基材材质成分进行分析，测试结果参见表2，ADC12成分规格参见表3：
与ADC12规格比较，Fe含量偏高。Fe是降低Al-Si系合金力学性能的主要元素，Fe在合金中形成的针状β(Al9Fe2Si2)相随含Fe量的增加而长大，显着降低力学性能。
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结论建议
断口为脆性断裂，断口表面存在大量缩孔；
样品表面局部存在微裂纹，应为为表层缩孔所致，易发展成裂纹源导致断裂；
另外，基材Fe含量较高，内部存在大量粗针状β(Al9Fe2Si2)相及缩孔等缺陷，影响了基体组织的连续性，导致力学性能恶化。
改善建议
1、改善压铸工艺，减少缩孔特别是表面缩孔等缺陷；
2、严格控制铸件Fe含量，避免出现过多粗针状杂质相。
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阅
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