伺服馬達(dá)聯(lián)軸器斷裂失效分析

時間：2020-01-05作者：優(yōu)爾鴻信檢測技術(shù)（深圳）有限公司瀏覽：1143

某公司伺服馬達(dá)聯(lián)軸器在安裝過程中本體開裂失效。為查找其開裂失效原因，委托本檢測中心對其做了一系列的理化分析與檢驗(yàn)。

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失效樣品圖片

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客戶提供之材質(zhì)信息：本體材質(zhì)為壓鑄鋁合金ADC12，表面鍍化鎳。

 

1 檢測分析結(jié)果

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1.1 斷口分析

以掃描電鏡SEM觀察斷口形貌，分析斷口特征及其失效模式：

其中左圖為低倍圖片，整個斷口無宏觀塑性變形特征，為典型的脆性斷裂，斷口表面存在大量孔洞，放大后右圖，根據(jù)孔洞形貌特征，推測應(yīng)為鑄造縮孔。

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1.2 切片分析

將樣品制作切片，經(jīng)鑲嵌、研磨、拋光后，以金相顯微鏡分析斷口部位基材內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。

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特征分析：

(1)見上圖， 樣品表面局部存在微裂紋，微裂紋表面可見鍍鎳層，表面在電鍍前此處已存在微裂紋，微裂紋可能為表層縮孔所致，易發(fā)展成裂紋源；

(2) 基材內(nèi)部存在較多縮孔及疏松缺陷；

(3) 基材內(nèi)部存在大量粗大針狀及塊狀初晶相，粗大針狀初晶相割裂了基體的連續(xù)性，易引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致力學(xué)性能惡化，尤其是塑性的降低為顯著。

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1.3 金相分析

將切片用混合酸溶液侵蝕后，以金相顯微鏡分析樣品的金相組織：

金相分析圖片參見圖6，其中白色枝晶塊狀為初生α固溶體，基體為α+Si共晶體。

根據(jù)EDS測試結(jié)果，亮灰色粗大針狀初晶相主要為Al-Fe-Si雜質(zhì)相(應(yīng)為初晶β相Al9Fe2Si2)，亮灰色塊狀初晶相主要為Al-Fe-Si-Mn-Cu-Cr相。

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1.4 材質(zhì)分析

    將樣品表面鍍層用研磨方法去除，采用火花原子放射光譜儀Spark-AES對樣品基材材質(zhì)成分進(jìn)行分析，測試結(jié)果參見表2，ADC12成分規(guī)格參見表3：

與ADC12規(guī)格比較，Fe含量偏高。Fe是降低Al-Si系合金力學(xué)性能的主要元素，Fe在合金中形成的針狀β(Al9Fe2Si2)相隨含Fe量的增加而長大，顯著降低力學(xué)性能。

 

2

結(jié)論建議

 

斷口為脆性斷裂，斷口表面存在大量縮孔；

樣品表面局部存在微裂紋，應(yīng)為為表層縮孔所致，易發(fā)展成裂紋源導(dǎo)致斷裂；

另外，基材Fe含量較高，內(nèi)部存在大量粗針狀β(Al9Fe2Si2)相及縮孔等缺陷，影響了基體組織的連續(xù)性，導(dǎo)致力學(xué)性能惡化。

 

改善建議

    1、改善壓鑄工藝，減少縮孔特別是表面縮孔等缺陷；

    2、嚴(yán)格控制鑄件Fe含量，避免出現(xiàn)過多粗針狀雜質(zhì)相。

 

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閱


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