1. 引言

    某汽車配件生產公司的發動機缸蓋，材質為AlSi6Cu4鑄鋁，發動機缸蓋在使用過程中，在火花塞孔位置發生開裂現象，造成油水混合。

    2. 試驗與結果

    2.1 外觀檢查

    通過肉眼可清晰觀察裂紋起源于火花塞孔邊緣，向兩側擴展，裂紋形貌呈波浪形。

    圖1 失效樣品外觀

    2.2 斷口分析

    斷口表面呈嚴重氧化色，且起源區可觀察到尺寸較大的沙孔；通過EDS分析各個不同形貌的位置，發現各個位置的成分有較大差異，Cu、Si、Fe、Mn等合金元素存在不同程度的偏析。

    圖2 分解后的裂紋形貌

    圖3 裂紋起源區

    圖4 起源區高倍形貌1

    圖5 起源區高倍形貌2

    圖6 EDS測試位置圖

    表1EDS測試結果

    2.3 金相分析

    從金相觀察圖可知，心部存在較多沙孔（黑色），斷口位置與心部位置組織均為白色枝晶狀α固溶體+灰色塊狀共晶Si+淡灰色Al2Cu+黑色的β相，晶界析出第二相約占總面積的30%，且含有較多 Al2Cu和β相，存在組織偏析現象。

    圖7 斷口位置金相圖1

    圖8 斷口位置金相圖2

    圖9 心部位置金相圖1

    圖10 心部位置金相圖2

    3. 結論

    缸蓋內部存在較多沙孔氣孔，且大量的第二相組織沿晶界析出，在受力條件下從易應力集中的火花塞孔邊緣的氣孔起源，裂紋沿偏析的第二相晶界擴展，最終導致油水互滲。