ADC12铸造铝合金机器人大臂断裂失效分析

ADC12铸造铝合金机器人大臂断裂,拉断测试过程强度偏低,拉断测试断口垂直于拉伸方向,且断口齐平无变形。采用直读光谱仪、数显洛氏硬度计、金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对失效件的化学成分含量、断口特征形貌及金相组织进行检测和分析。整个断口呈人字纹扩展特征形貌,人字纹收敛处指向大臂中间隔筋顶部,由此推断大臂中间隔筋顶部为拉断测试断裂起始区。扫描电镜检测发现,断裂起始区及终断区均为韧窝断口+解理断口+二次裂纹特征形貌,表明铝合金大臂材料强度偏低。金相检验表明,铝合金大臂采用高压铸造,材料基体的枝晶组织细小,但铸造过程未经变质处理,产生片状共晶组织,导致材料强度偏低。疏松及孔洞缺陷组织,进一步降低了材料强韧性。然而,造成拉断测试强度低的主要原因是由于铝合金大臂隔筋顶部的壁厚尺寸不足,在较低的拉力作用下率先开裂,拉伸过程裂纹继续扩展直至断裂,最终导致铝合金大臂拉断强度偏低。