1、測試背景

客戶汽車發動機支架設計壽命10萬公里，但在安裝之后即發生早期斷裂。該支架材質為鑄鋁A380，鑄造工藝為壓力鑄造，表面經拋丸處理。客戶送檢發動機支架-斷件，其一端安裝在變速箱上，另一端安裝在懸置固定在橫梁上。根據客戶要求，對發動機支架-斷件進行失效分析測試，以期找出斷裂原因。沒有特殊聲明，測試位置均取自變速箱側斷面。

2、實驗方案

3、測試結果

3.1 宏觀形貌觀察：

發動機支架斷面無明顯塑性變形，整體呈灰白色且可觀察到較多小亮面。裂紋起始于左側支撐薄壁邊緣（A區），終止于右側拐角及厚壁兩個臺階處（C區），中間大面為擴展區（B區）。下圖所示箭頭方向為裂紋擴展方向。

3.2 微觀形貌觀察：

發動機支架斷面A區域（裂紋源）淺表層位置可觀察到較多夾渣和氣孔；B區域（擴展區）也可觀察到夾渣和較明顯的枝晶和孔洞，斷面主要為準解理和少量的解理面，呈脆性斷裂；C區域（終斷區）表層附近可觀察到一些撕裂韌窩和夾渣。

3.3 拋光態形貌觀察： 

發動機支架A區（裂紋源）淺表層觀察到較多氣孔缺陷，中部位置也可觀察到較密集的縮孔缺陷。 

3.4 腐蝕態形貌觀察：

發動機支架基體金相組織α枝晶與α+Si+Al2Cu三元共晶體均勻分布，共晶硅為短桿狀和針狀，為變質不足狀態（參照JB/T7946.1-2017（鈉變質）)。

3.5 化學成分測試：

參照ASTM B85-2014標準，發動機支架-斷件樣品化學成分符合A380規格要求。 

4、分析討論

1.發動機支架裂紋源位于左側支撐薄壁處，此位置淺表層存在較多夾渣和氣孔等鑄造缺陷；

2.發動機支架大部區域均可觀察到明顯的枝晶和孔洞等缺陷，斷面主要為準解理和少量的解理面，呈脆性斷裂；

3.發動機支架基體組織變質不足，α枝晶與α+Si+Al2Cu三元共晶體均勻分布，共晶硅為短桿狀和針狀；

4.發動機支架化學成分符合A380成分規格。 

5、結論

發動機支架-斷件整體存在較嚴重的夾渣、氣孔、枝晶等鑄造缺陷，且基體變質不足，存在較多短桿狀和針狀共晶硅，嚴重降低基體強度，以致在使用過程中，表層缺陷處應力集中萌生裂紋，進而不斷擴展發生斷裂。

6、改善建議

改善鑄造工藝，減少鑄造缺陷。