铝合金后把手失效背景

客户在使用某产品不久后，发现把手在未及预期寿命时就出现了断裂，断裂点恰好位于固定端与把手转折连接的位置。鉴于这一情况，客户决定送检失效的把手样品，希望通过专业分析，确切地找出断裂的原因。这款把手采用的是ADC12铝合金材料，制造工艺采用压力铸造技术，表面经过钝化处理，形成一层保护性的氧化膜，有效防止腐蚀和锈蚀。

但即便在材质选择、生产工艺和表面处理上都下了功夫，把手还是在使用中出现了断裂。因此，送检失效样品进行细致分析变得尤为重要，这有助于我们深入探究断裂背后的原因，可能是材质本身的问题，或是制造过程中的瑕疵，亦或是设计上的不足，从而为后续的产品改进提供宝贵的信息。后把手具体失效图片如下图:

铝合金后把手失效分析方案

铝合金后把手失效分析过程

3.1宏观形貌观察：

对后把手样品断面进行宏观观察发现：断裂位置发生在固定端与把手端连接处，断面无明显颈缩变形，呈灰色，部份位置可观察到磨损和小亮面；裂纹起源于“L”形台阶拐角底部（A区域），经芯部（B区域）扩展，最后断裂于内弧角表面（C区域）。具体宏观形貌见图2。

3.2微观形貌观察：

用扫描电子显微镜观察把手端断面发现：在“L”形台阶拐角底部A区域可观察到较多夹渣和气孔缺陷，在芯部B区域可观察到明显疏松和枝晶缺陷，在内弧角表面C区域也可观察到少量疏松和枝晶缺陷，在外拐角D区域可观察到“冷豆”和夹渣缺陷，断面整体呈脆性断裂。具体形貌见图3、4，成分测试结果见表1、2。

3.3抛光态形貌观察：

把手端断面下约0.5mm处浅表层位置1和位置2可观察到明显的“冷豆”和气孔缺陷，芯部位置3（对应A区域）可观察到较大的气孔和缩孔等铸造缺陷。具体形貌见图5。

3.4金相组织观察：把手端断面下约0.5mm处表层和芯部金相组织均为初生α固溶体+（α+Si）共晶体+少量块状共晶硅。具体形貌见图。

3.5化学成分测试：后把手样品化学成分符合ADC12规格。具体成分结果见表3。

3.6硬度测试：从硬度测量结果可以看出，后把手表层硬度较芯部硬度稍高。具体硬度测试结果见表4。

铝合金后把手失效分析报告

一、分析结果概述

1. 断裂特征：后把手断裂面未见颈缩变形，裂纹自“L”形台阶直角拐角底部起始，穿越内部，终止于内弧角表面。

2. 缺陷分布：

• 裂纹起源区域含有大量夹渣和气孔。

• 裂纹扩展路径中，可见疏松与枝晶结构。

• 内弧角末端亦有少量疏松与枝晶，外拐角伴有“冷豆”及夹渣。

• 断裂性质为脆性断裂。

3. 微观组织：后把手无论表层还是内部，均由初生α固溶体、α+Si共晶体及少量块状共晶硅构成。

4. 化学成分：样品化学成分与ADC12标准相符。

5. 硬度差异：表层硬度略高于内芯部。

二、失效原因分析

• 后把手的断裂始于“L”形台阶拐角底部，此位置夹角为直角，该设计未采用圆弧过渡，导致应力集中。

• 同时，该区域存在严重的铸造缺陷，如夹渣、气孔及“冷豆”，进一步削弱了材料的强度，以致强度不足，在使用过程中受力发生断裂。

三、改进建议

1. 工艺优化：调整铸造工艺，减少缺陷生成，提升铸件整体质量。

2. 设计改良：在“L”形台阶拐角处增加圆角，分散应力，增强结构强度。

通过上述分析与建议，旨在提升后把手的耐用性和安全性，防止未来类似故障的发生。