锥齿轮失效分析，做酸性盐雾测试

锥齿轮失效分析，做酸性盐雾测试

红外瞄距燕尾开裂模式为从A区外壁起裂的脆性断裂。断裂原因为一方面，从瞄距结构和结构受力情况分析，断裂位置处于壁厚薄处且存在较大的应力集中，当受到外力作用时，该区域所受应力大；另一方面，从材料本身分析，铸件未经变质或变质处理不充分，导致共晶Si呈粗大条片状分布α固溶体内，使材料塑性降低，脆性增加；此外，存在使材料抗疲劳性能和强度降低的疏松孔洞，这些都造成裂纹易于形成和扩展。综合以上几种因素共同作用，在冲击载荷下导致瞄距燕尾根部产生裂纹，裂纹逐步扩展导致脆性断裂。

成分分析

对送检试样取样（取样位置见图1b）进行化学成分分析，结果见表1。其成分符合GB/T 1173-1995中对ZL101A合金的要求[1]。

表1 ZL101A合金化学成分

3 组织和硬度分析

金相试样共取2个，取样位置及编号见图1b，其中编号为I的位置与失效燕尾位置相同，金相分析主要以试样Ⅰ为主。试样Ⅰ形貌见图3，试样中存在微观孔洞，结合图4和图5a，孔洞主要为枝晶间缩孔，这是由于取样部位位于浇口附近，浇注过程盖区域过热，容易产生缺陷。

利用ZEISS Observer.Z1m金相显微镜附带的图像分析软件定量测量显微组织的特征值，见图4。试样Ⅰ中二次枝晶间距约为0.32mm。试样Ⅰ金相组织为α（Al）+共晶Si+含Fe相，其中共晶Si粗大且呈条片状、部分含Fe相呈鱼骨状分布[2]，根据JB/T 7946.1-1999标准[3]，经充分变质处理的铝合金铸件晶粒应细小均匀分布，共晶硅形态细小且呈点状或蠕虫状，而试样Ⅰ上分布的共晶硅粗大呈长条片状，属于未变质或变质不足的结果。

图3 试样Ⅰ形貌

图4 试样Ⅰ二次枝晶间距测量

（a） × 50 （b） ×200

图5 试样Ⅰ金相组织

试样Ⅱ形貌见图6，试样中也存在微观孔洞；二次枝晶间距约为0.28 mm，见图7；金相组织为α（Al）+共晶Si+含Fe相，其中共晶Si粗大且呈条片状、部分含Fe相呈鱼骨状分布，见图8。

图6 试样Ⅱ形貌

图7 试样Ⅱ二次枝晶间距测量

（a） 50× （b） 200×

图8 试样Ⅱ金相组织