汽车发动机引擎锁扣失效分析-美信检测

1. 引言
某汽车配件生产公司的发动机引擎锁扣，材质为20#碳素钢，规格为φ8mm的圆钢棒料，用来调整引擎盖间隙。现场用木锤敲击样品来调整引擎盖间隙时发现钢筋内R角有裂纹，拆卸后发现已断裂，委托方提供的加工工艺为冷拉棒料→断料→冲压弯曲→CO2气体渗碳→真空淬火→回火（成品），为了找出引擎锁扣断裂失效原因，从该批产品中取2个引擎锁扣进行分析，其中已断裂的引擎锁扣1个（NG样品），正常的引擎锁扣1个（OK样品）。

2. 试验与结果
2.1 外观检查

通过体视显微镜可观察到NG样品断口较平整，无明显塑性变形，呈闪光小刻面形貌，断裂位置在内R角45°左右的平面，断口照片见图1；OK样品未R角位置发现明显异常，宏观照片见图2。

2.2 断口分析
将NG样品断口用超声波清洗干净，然后在SEM下放大观察断口形貌，低倍下观察到断口内R角一侧边缘发现存在伴生裂纹，断口形貌见图3；高倍下发现断口存在明显河流花样，断口图片见图4。综上，断裂起源在内R角转折处，然后沿内R角45°方向扩展，断口表面清晰可见河流花样形貌特征，为脆性解理断裂模式。

2.3 成分分析
OK、NG样品先去镀层，再进行化学成分分析，结果表明OK、NG样品材质均为20#钢，NG样品碳含量偏高，推断可能受渗碳层厚度影响，不影响材料性能。

2.4 金相分析
NG样品和OK样品分别镶样，进行金相分析，NG样品和OK样品心部组织均为块状铁素体+低碳马氏体，渗碳层为针状马氏体+少量渗碳体，见图5和图6。 
从图7、图8和表3可知，NG样品渗碳层厚度为委托方标准的2倍左右；OK样品渗碳层厚度合格

2.5 硬度分析

3. 结论
导致工件失效的主要原因为材料内部存在较严重组织不均匀，冲压弯曲后内应力较大，与后续渗碳淬火热应力共同作用形成的表面伴生微裂纹，使用中反复敲击后扩展，由于心部组织强度较低，导致裂纹迅速扩展，最终断裂。

本文来源：http://www.mttlab.com/2015/0327/136.html

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