1、測試背景

客戶某產品后把手未達預期使用壽命即發生斷裂，斷裂位置位于固定端與把手端連接拐角處?？蛻羲蜋z失效樣品進行檢測分析，以期找出失效原因。

后把手材質為ADC12，鑄造工藝為壓力鑄造，表面經鈍化處理。具體圖片如圖1所示。

2、實驗方案

3、測試結果

3.1宏觀形貌觀察：

對后把手樣品斷面進行宏觀觀察發現：斷裂位置發生在固定端與把手端連接處，斷面無明顯頸縮變形，呈灰色，部份位置可觀察到磨損和小亮面；裂紋起源于“L”形臺階拐角底部（A區域），經芯部（B區域）擴展，最后斷裂于內弧角表面（C區域）。具體宏觀形貌見圖2。

3.2微觀形貌觀察：

用掃描電子顯微鏡觀察把手端斷面發現：在“L”形臺階拐角底部A區域可觀察到較多夾渣和氣孔缺陷，在芯部B區域可觀察到明顯疏松和枝晶缺陷，在內弧角表面C區域也可觀察到少量疏松和枝晶缺陷，在外拐角D區域可觀察到“冷豆”和夾渣缺陷，斷面整體呈脆性斷裂。具體形貌見圖3、4，成分測試結果見表1、2。

3.3拋光態形貌觀察：

把手端斷面下約0.5mm處淺表層位置1和位置2可觀察到明顯的“冷豆”和氣孔缺陷，芯部位置3（對應A區域）可觀察到較大的氣孔和縮孔等鑄造缺陷。具體形貌見圖5。

3.4金相組織觀察：

把手端斷面下約0.5mm處表層和芯部金相組織均為初生α固溶體+（α+Si）共晶體+少量塊狀共晶硅。具體形貌見圖6。

3.5化學成分測試：

后把手樣品化學成分符合ADC12規格。具體成分結果見表3。

3.6硬度測試：

從硬度測量結果可以看出，后把手表層硬度較芯部硬度稍高。具體硬度測試結果見表4。

4、分析與討論

1.后把手斷面無明顯頸縮變形，裂紋起源于“L”形臺階拐角底部，經芯部擴展，最后斷裂于內弧角表面；

2.后把手斷面裂紋源可觀察到較多夾渣和氣孔缺陷，芯部擴展區可觀察到明顯疏松和枝晶缺陷，內弧角終端區也可觀察到少量疏松和枝晶缺陷，外拐角區可觀察到“冷豆”和夾渣缺陷，整體呈脆性斷裂；

3.后把手表層和芯部組織均為初生α固溶體+（α+Si）共晶體+少量塊狀共晶硅；

4.后把手樣品化學成分符合ADC12規格；

5.后把手表層硬度較芯部硬度稍高。

5、結論

后把手裂紋源位于“L”形臺階拐角底部，此位置夾角為直角，未經圓弧過渡，在受力狀態下易造成應力集中，并且該處存在較嚴重的鑄造缺陷（夾渣、冷豆、氣孔等），以致強度不足，在使用過程中受力發生斷裂。

6、改善建議

1.改善后把手鑄造工藝，減少鑄造缺陷的產生。

2.在后把手“L”形臺階拐角處設置圓角過渡，減少應力集中。