失效分析解决方案（十三）—伺服马达联轴器本体开裂分析

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。

1.1 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。

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。

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，尤其是塑性的降低更为显著。

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。

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。

（本文来自公众号：华南检测中心(CMC)）