1、测试背景

客户某产品后把手未达预期使用寿命即发生断裂，断裂位置位于固定端与把手端连接拐角处。客户送检失效样品进行检测分析，以期找出失效原因。

后把手材质为ADC12，铸造工艺为压力铸造，表面经钝化处理。具体图片如图1所示。

2、实验方案

3、测试结果

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6。

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。

4、分析与讨论

1.后把手断面无明显颈缩变形，裂纹起源于“L”形台阶拐角底部，经芯部扩展，最后断裂于内弧角表面；

2.后把手断面裂纹源可观察到较多夹渣和气孔缺陷，芯部扩展区可观察到明显疏松和枝晶缺陷，内弧角终端区也可观察到少量疏松和枝晶缺陷，外拐角区可观察到“冷豆”和夹渣缺陷，整体呈脆性断裂；

3.后把手表层和芯部组织均为初生α固溶体+（α+Si）共晶体+少量块状共晶硅；

4.后把手样品化学成分符合ADC12规格；

5.后把手表层硬度较芯部硬度稍高。

5、结论

后把手裂纹源位于“L”形台阶拐角底部，此位置夹角为直角，未经圆弧过渡，在受力状态下易造成应力集中，并且该处存在较严重的铸造缺陷（夹渣、冷豆、气孔等），以致强度不足，在使用过程中受力发生断裂。

6、改善建议

1.改善后把手铸造工艺，减少铸造缺陷的产生。

2.在后把手“L”形台阶拐角处设置圆角过渡，减少应力集中。