缓冲蓄压器断裂失效分析.PDFVIP

记录号：JS-AL-工艺设备（贮藏容器）-024 缓冲蓄压器断裂失效分析 摘要：某飞机在飞行时发现右液压系统液压油量迅速减少，地面检查发现发房外部有明显液压油迹，4 发缓冲蓄压器下盖表面有 60mm 左右断裂口。本文对缓冲蓄压器下盖断裂的形态进行了观察，对裂纹断 口和金相组织进行了观察，确定了失效的性质，并分析了断裂失效的原因。结果表明：缓冲蓄压器下盖 裂纹性质为应力腐蚀，Cl 元素为主要腐蚀介质；材料组织未见异常；经工艺复查分析表明，缓冲蓄压 器产生应力腐蚀的主要原因应是表面存在缺陷。 关键词：缓冲蓄压器；LD10 ；断裂；应力腐蚀；表面缺陷 材料种类/牌号：锻造铝合金/LD10 概述 某飞机在飞行时发现右液压系统液压油量迅速减少，地面检查发现发房外部有明显液压油迹，4 发 缓冲蓄压器下盖表面有 60mm 左右断裂口。缓冲蓄压器材质为 LD10 CS 锻造铝合金，外表面经阳极化 处理。 本文对缓冲蓄压器下盖断裂的形态进行了观察，对裂纹断口和金相组织进行了观察，确定了失效的 性质，并分析了断裂失效的原因。 试验过程与结果 外观观察 缓冲蓄压器下盖外观如图 1 所示，内外侧均发现长度约 60mm 左右的裂纹，外侧裂纹较宽，为穿透 性裂纹。外侧阳极化表层未完全覆盖外表面（图 1a），宏观观察发现外表面存在大量点状腐蚀坑和微裂 纹（图 2 ）。断口从外侧（阳极化面）至内侧（气体冲击面）大致分为两层，外层（外侧至距外侧约6mm 距离处）间隔分布有暗灰色腐蚀坑，具有腐蚀断裂的宏观特征，内层（距外侧约 6mm 距离处至内侧） 呈亮灰色（图 3b ）。 （a ）外侧 （b ）内侧 图 1 缓冲蓄压器失效件外观 1 （a ）点状腐蚀坑 （b ）微裂纹 图2 缓冲蓄压器外表面点状腐蚀坑和微裂纹 图3 缓冲蓄压器断口宏观特征 断口观察 将裂纹打开，超声波清洗后放入扫描电镜下对断口进行观察。断口微观特征见图 4 ，裂纹起源于靠 近下盖外侧（阳极化面），外层（外侧至距外侧约 6mm 距离处）断口有严重的腐蚀坑，表面覆盖有大量 的腐蚀产物，呈龟裂特征（图 4a ），内层（距外侧约 6mm 距离处至内侧）断口则主要为韧窝形态（图 4b ）。 表 1 断口各位置成分（wt.% ） 位置 O Cl Si Mg Mn Cu Al 外层 57.16 2.64 0.30 0.33 0.20 1.41 余量 中部 46.28 0.94 0.54 0.48 0.39 1.45 余量 内层 - - 0.67 0.54 0.66 3.12 余量 *外层和中部尚含少量 S 元素。 对断口各位置进行能谱分析，结果见表 1，可见外层腐蚀产物中含有一定量的 Cl 元素和大量的 O 元素。外层 Cl 元素平均含量超过 2wt.% ，局部区域甚至超过 3wt.%，即使在距外侧约 11mm 处的中部部 分区域仍可以检测到 Cl 元素，可见腐蚀情况比较严重。 2 （a ）断口外层 （b ）断口内层 图4 缓冲蓄压器断口形貌 图5 断口外层的沿晶断裂特征 对断口进行酸蚀去除表面腐蚀产物后再次进行观察，发现外层断口腐蚀产物下表现为明显的沿晶断 裂特征（图 5 ）。