【失效分析】汽车下摆臂断裂失效

06月,07,2024 | 浏览次数：10505

      01.测试背景

      汽车下摆臂在超强坏路试验中发生断裂，路试里程：2.6PH1(相当于37440km)。客户送检失效样品进行检测分析，以期找出失效原因。

       02.样品信息
       下摆臂基体材质为SAPH440，表面处理为电泳处理。

图1-断裂下摆臂图片

      03.试验方案

分析流程	测试项目	测试设备
断口表面形貌观察	宏观形貌观察	3D显微镜
	微观形貌观察	扫描电子显微镜（SEM）
截面观察及成分分析	抛光态形貌观察及成分分析	扫描电子显微镜（SEM） +EDS（能谱仪）、金相显 微镜
	金相组织分析
材质分析	化学成分测试	火花原子光谱仪
硬度分析	硬度测试	维氏硬度计
结果	结果分析	/

       04.测试结果分析
       4.1 | 宏观形貌观察

       断裂位置位于大轴套筒与侧壁连接处，裂纹源位于侧壁外翻边边缘（A区域），该区域锈蚀较严重，可观察到贝壳纹，为疲劳断裂特征；B区域锈蚀相对较轻，为扩展区；C区域较为新鲜，无锈蚀现象，为瞬断区。

       4.2| 微观形貌观察
       裂纹源A区域表面磨损严重，裂纹源位置可观察到明显裂纹；扩展区B区域，磨损也较严重，可观察明显的扩展台阶；瞬断区C区域可观察到一些撕裂韧窝，为韧性断裂。

        4.3 | 抛光态形貌观察及成分分析

       4.4|金相组织分析(裂纹源A位置)
       4.5 | 化学成分测试

       断裂下摆臂的基体化学成分符合SAPH440的规格要求。

       表2-下摆臂成分结果表（Unit：wt%）

测试点及规格	C	Si	Mn	P	S	Alt	Fe
下摆臂	0.042	0.049	0.962	0.012	0.002	≥0.010	余量
SAPH440 (Q-BQB310-2019)	≤0.21	≤0.30	≤1.60	≤0.025	≤0.020	≥0.010	/

       4.6 | 硬度测试
       下摆臂边缘（位置1）硬度远高于基体（位置2）硬度。

       表3-下摆臂硬度结果表

位置	1	2
HV0.3	359	188

备注：所给硬度值均为三点测量结果之平均值

图6-下摆臂硬度测试位置示意图

       05.分析讨论

       1.下摆臂样品为疲劳断裂，裂纹源位于大轴套筒外翻边边缘。

       2.下摆臂边缘处组织与基体组织存在明显差异，其组织为索氏体+铁素体，逐渐过渡为铁素体+珠光体，边缘处硬度也远高于基体，推测边缘位置可能受热，如切割或机加工热影响。

       4.下摆臂样品基体中并无较大的气孔或夹杂物存在，化学成分符合SAPH440的规格要求。

       06.结论
       07.改善建议

       建议供应商加强汽车下摆臂电泳前品质管控，改善生产加工工艺，减少表面毛刺、翻边等缺陷的产生。

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