客户所使用的汽车摆臂在设计阶段设定的预期使用寿命为10万公里,然而在实际行驶4万公里后即发生断裂失效情况。为深入探究失效原因,优尔鸿信失效分析团队现针对客户送检的断裂摆臂样品,开展系统性测试与分析工作。该摆臂采用SPFH540高强度钢材制造,表面经过电泳涂装工艺处理,旨在提升其防腐性能与表面质量。值得注意的是,摆臂断裂后已在自然环境中暴露一段时间,导致断口部位出现较为严重的锈蚀与磨损现象,这可能对第三方实验室后续的失效分析工作带来一定挑战。
对摆臂断裂端断口进行宏观观察,发现摆臂断口断面(A区域)左侧锈蚀较右侧(C区域)严重,说明左侧先发生断裂;A区域断面呈放射状发散,且汇聚处表面电泳层不平整,疑似裂纹源;B区域表面锈蚀且磨损严重;C区域表面锈蚀较轻,疑似终断区。
摆臂断口A区域存在两处台阶,位置1可观察到从边界向内延伸的微裂纹;位置2表面存在明显的表面缺口缺陷;位置3可观察到明显的撕裂韧窝,为韧性断裂。A区域1、2位置为裂纹源。
摆臂断口B区域是韧性断裂,为裂纹扩展区;C区域为最终断裂区。
断裂件基体未观察到明显夹杂或气孔异常;
摆臂裂纹源区域基材表面存在豁口缺陷且较不平整,易受力集中,OK位置基材表面较为平整;
摆臂裂纹源处与基体金相组织无明显差异,均为铁素体+珠光体;
裂纹源A区域电泳漆层完好,漆层下存在铁锈。说明基材在电泳前已产生腐蚀坑,该位置处在弯曲圆弧处,更易萌生初始裂纹。
参照Q-BQB 310-2019标准,摆臂基材符合SPFH540规格要求。
所给硬度值均为3点测量结果之平均值,裂纹源与芯部硬度无明显差异。
断裂摆臂裂纹源位于A区圆弧位置外表面缺陷处;摆臂断面可观察到明显韧窝,整体呈韧性断裂;裂纹源处表面电泳漆完整,内部基体表面存在明显腐蚀凹坑,推测为电泳前锈蚀;摆臂基材硬度、金相、夹杂物、化学成分等均无明显异常。
综上数据分析,可知摆臂电泳漆下表面存在豁口缺陷(腐蚀凹坑),在外力作用下,该位置产生应力集中,易形成初始裂纹,进而不断扩展发生最终断裂。建议加强电泳前原材料的表面质量管控。
提醒:上述失效分析检测案例仅作为一般性参考示例,实际产品材料失效问题的解决,需结合实际情况定制方案,建议直接联系优尔鸿信专业客服,获取实验室检测技术支持,高效解决产品或材料失效问题。感谢关注!
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