2.3 断裂套筒纵剖切片SEM形貌观察+EDS成分分析

       对套筒断口切片进行SEM形貌观察+ EDS成分分析，结果如图4~5及表3所示，可见：

       位置1、2及断口位置，都存在一些长短不一的裂纹，裂纹都起源于螺牙根部，向材料内部延伸，位置1的裂纹较宽，同时螺牙都存在一些缺口；

       位置1的裂纹内部成分主要为C、O与周边镶埋胶成分一致，应为镶埋胶进入试样造成，未发现化学溶液残留相关成分，推测套筒的裂纹应该产生于表面处理后。

图4  断裂试样切片形貌

图 5 EDS 成分分析位置（500×）

表 3 EDS 成分分析结果（wt %）

       2.4 套筒螺牙形貌
       对断裂套筒的螺牙形貌进行观察，结果如图 6 所示，可见：
       位置1、2的裂纹都是延晶界扩展；
       螺牙不完整，牙尖都有大小不一的缺口，部分区域变形。

图 6 套筒螺牙形貌(50×)

       2.5 套筒金相组织
       对断裂套筒的金相形貌进行观察，结果如图 7~8 所示，可见：
       断裂位置与未断裂位置的夹杂物尺寸较小；
       试样表层晶粒较为粗大，内部及牙部晶粒细小。

图 7 试样夹杂物形貌图(500×)

图 8 试样金相组织(100×)

       2.6 材质维氏硬度
       对断裂试样表层与芯部维氏硬度进行测量，结果如表 4 所示，可见：
       试样的内部、牙部、断口及裂纹位置硬度均~170 HV，仅在试样表层粗晶层硬度较低，为 156 HV。

表4 断裂试样维氏硬度测试结果

       03.分析讨论

       本案中铝材套筒符合 Al 7A03 材质标准规定，夹杂物尺寸较小，除表层局部区域晶粒较大造成晶硬度下降，其它位置的金相组织及硬度均无异常，表明铝线材冷加工及热处理工艺正常。

       从套筒内螺牙上的变形、缺口及其从牙根萌生的裂纹等，可以推断造成套筒开裂是由于套筒与螺丝组合装配偏斜造成的。由于装配偏斜导致配合不牢固，服役过程中易受到横向作用力，从而在应力集中的螺牙位置产生初生微裂纹，微裂纹面在行驶中相互摩擦形成摩擦痕；当因行驶条件恶劣导致横向作用力较大时，初生裂纹便迅速扩展，造成套筒的瞬间断裂。

       04.结论

       套筒符合 Al 7A03 的材质及力学性能的要求，冷加工/热处理工艺未见明显异常；

       套筒断口属于脆性解理模式，裂纹起源于内螺牙位置，推测套筒或螺丝安装过程不当造成的，这种装配组合牢固性略差，不耐横向作用力冲击，可能是本套筒断裂的主要原因；

       建议对套筒及螺丝安装质量自我查证。