壓鑄件的裂紋分析.pdf

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1、洪都科技HONGDUSC琢CEAi】D1ECHNOLOGY壓鑄件的裂紋分析趙笑蓉董娜(洪都航空工業(yè)集團(tuán))摘要對某零件的裂紋進(jìn)行了斷口分析及金相組織、化學(xué)成分、抗拉強(qiáng)度檢查，結(jié)果表明：壓鑄件的開裂是由于組織的不均勻性引起強(qiáng)度降低而導(dǎo)致的。關(guān)鍵詞壓鑄件開裂強(qiáng)度AnalysisofCastingFractureZhaoXiaorongDongNa(PhysicochemicalTestCenterofHongduAviationIndustryGroup)AbstractThefractureanalysisaswellasthemetalographicstructure，c

2、hemicalcomposi—tionandtensiles~engthinspectionarecarriedoutforthecomponentflaw，theresultsindi—catethatthecastingcracksarecausedbythestrengthreductionduetotheuneventexture．KeywordsCastingCrackS~engthl引言由某公司送來3個壓鑄件，l#為裂紋失效件，2}}為該公司去年生產(chǎn)的合格件，3樣為其他公司生產(chǎn)的合格件。此壓鑄件的生產(chǎn)工藝過程為：鋁合金熔煉一壓鑄成形一清除飛邊毛刺—?dú)饷苄运疁y一

3、檢驗一交付加工；加工過程：銑端面一加工中心一檢測～裝配。在機(jī)械加工完成后交付裝配后進(jìn)行氣密性檢測時發(fā)現(xiàn)裂紋，失效率為0．5～0．8％。2實驗部分2．1金相組織分析分別在l釋、2樣、3囂零件上靠近故障位置處取金相樣，試樣分別編號為A、B、c，金相組織均為相+共晶Si+Al：Cu，但從比較中可發(fā)現(xiàn)lj；}試樣的僅相很不均勻，2撐試樣組織次之，3樣試樣的組織最細(xì)且均勻，金相組織如圖1、圖2、圖3所示。43洪都科技圖1A樣金相組織圖2B樣金相組織圖3C樣金褶組織2．2斷口掃描電鏡分析．發(fā)現(xiàn)多處有磨損現(xiàn)象，在未磨損區(qū)域可見皆為韌窩特征，如圖4所示。圖4斷口韌窩特征2．3化學(xué)成分分析

4、檢測項目siCuMnMgFeNiZnPbSn試驗結(jié)果8．93．40．40．10．7<0．030．8<0。10．16要求7．5—9．53。O一4．0≤0。5≤O．3≤1．2≤0．5≤1．2≤0．5≤0．1符合GB／T15115技術(shù)要求。2．4強(qiáng)度檢查分別在l襻、2群、3囂三個零件上取機(jī)性樣，編號l#、2撐、3#，結(jié)果如下：抗拉強(qiáng)度(Mpa)延伸率(％)1撐2453．02撐2063．O3#2404．0GB／T15115技術(shù)要求~>240≥1．02辯抗拉強(qiáng)度不符合GB／T15115技術(shù)要求。在l撐、2捌阢性試樣上再取金相試樣，試樣編號為D、E，金相組織如圖5、圖6所示，與圖1、

5、圖2進(jìn)行比較可見，D試樣的組織d相粒度與B試樣的組織類似，而E試樣的組織Ot相粒度與A試樣的組織類似。第4期趙笑蓉董娜：壓鑄件的裂紋分析圖5D樣金相組織圖6E樣金相組織3結(jié)果分析與結(jié)論從金相結(jié)果分析：A試樣的金相組織中Ot相比較粗大，共晶Si呈細(xì)小片狀，并且組織不均勻；B試樣的金相組織中僅相比A試樣中相稍細(xì)，共晶si比A試樣中略粗，組織也比A試樣均勻；C試樣的金相組織中的相比A、B的都細(xì)，并且組織均勻；而D試樣的組織與B試樣相當(dāng)，E試樣的組織與A試樣相當(dāng)；但E試樣的機(jī)械性能不符合要求，抗拉強(qiáng)度偏低。由此推斷A試樣故障部位的抗拉強(qiáng)度也存在偏低的現(xiàn)象。而同在l髑件上所取的D試

6、樣抗拉強(qiáng)度合格，且組織也較A試樣的好，因此可判斷l(xiāng)襻、2髑件的組織不均勻。從掃描電鏡檢查結(jié)果可知1#零件屬于韌性斷口，呈現(xiàn)過載斷裂特征。從化學(xué)成分分析結(jié)果可知材料成分符合要求。綜合以上結(jié)果可知，1}；}、2媚件組織不均勻?qū)е铝慵诟鞑课坏膹?qiáng)度也不_致，若在故障處有這種粗大組織存在。就會降低該部位的強(qiáng)度，當(dāng)該部位受到較大應(yīng)力作用時會導(dǎo)致零件在此處開裂。而澆鑄溫度過高、凝固時因冷速不同、收縮不均引起熱應(yīng)力、機(jī)械的阻礙收縮產(chǎn)生的收縮應(yīng)力、澆注系統(tǒng)不合理等都有可能使零件組織不均勻，致使強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致壓鑄件開裂。要防止其開裂現(xiàn)象，可以采取以下措施。(1)提高冷卻速度可以使合金的

7、鑄造組織細(xì)化，引起合金元索在鋁固溶體溶解度的變化和相組成及其分布的變化，還可以使得在一些合金中包晶反應(yīng)不能充分進(jìn)行。(2)由于是擠壓鑄件，要在較高的壓力下結(jié)晶，以提高鑄件的致密性和機(jī)械性能。(3)通過變質(zhì)處理，使鋁固溶體細(xì)化、共晶組織細(xì)化等。參考文獻(xiàn)l桂立豐．機(jī)械工程材料手冊，19982龔磊清、金長庚、劉發(fā)信、李文林．鑄造鋁合金金相圖譜，20013張棟、鐘培道、陶春虎、雷祖圣．失效分析．北京：國防工業(yè)出版社。2,003(收稿日期：2008—09—03)作者簡介．趙笑蓉，女，1975年9月出生，2000年畢業(yè)于江西理工大學(xué)?，F(xiàn)從