轮缸缸体的化学成分与GB/T1173-1995标准值比对，Si含量超出国家标准规定范围。

2.3.       金相检验

        用破断的轮缸缸体试块，按照JB/T7946.1-1999制备金相试样，进行金相组织观察。从图3可看出组织中有少量的ɑ枝晶、共晶Si为针状、分布不均匀，初晶Si为较小的块状。属铸造铝硅合金变质正常组织。但轮缸缸体组织初晶Si的出现，说明材质中Si含量较高，这与轮缸缸体的化验结果相吻合，因为在Al-Si类合金中，只有Si>12%才有可能出现初晶Si^[1]。而ZL-105铸铝轮缸缸体来说，Si含量应为4.5-5.5%，不应出现初晶Si。观察轮缸缸体试块断口边缘金相组织，可发现断裂在内螺纹牙底处初晶Si生成，见图4，并迅速以沿晶和穿晶的方式扩展，见图5。

图 3  显微组织  200×

图 4  螺纹牙底显微组织  400×

图 5  断口显微组织  400×

2.4.       断口微观检查

        对轮缸缸体硬管装配螺纹孔断口采用扫描电镜进行观察，可发现平坦的小晶面和韧窝条带组成（见图6）、且可观察到粗短河流花样和沿初晶Si晶界的断裂的痕迹（图7），因此，轮缸缸体硬管装配螺纹孔断裂属准解理+沿晶断裂机制^[2]。

图 6  解理断裂形貌  800×

图 7  沿晶断裂形貌  2000×

2.5.       硬度检测

        在轮缸缸体试块上作硬度检测，实测硬度HB为113、117、112、平均值114，与GB/T1173-1995标准值HB65-80相比，硬度偏高。

3.       结果分析

        根据以上检验结果，ZL-105材质的铸铝件轮缸缸体，化学成分中Si含量超出国家标准规定范围，这就使铸铝轮缸缸体显微组织中共晶Si相对数量提高、并出现初晶Si。

        因为Si的显微硬度（HV1000-1300）比纯Al的显微硬度（HV60-100）高的多^[3]。Si含量的超标，对轮缸缸体的基体硬度的增加起到促进作用，导致硬度偏高。同时，初晶Si的出现割裂了Al基体，并在Si相的和棱角处引起应力集中，合金容易沿晶粒的边界处，或者初晶Si本身开裂而形成裂纹，使合金变脆；且因内螺纹牙底处壁厚（为2mm），在拧制动硬管装配过程中，裂纹在螺纹牙底初晶Si处生成，随后以穿晶和沿晶的方式迅速扩展，而造成在M10装配螺纹孔处发生破断，这也由扫描电镜观察所证实。

4.       结论

        ZL-105材质的轮缸缸体铸造铝合金化学成分中的硅含量明显超出国家标准规定范围，且加工成的M10螺纹孔与Φ16外圆不同心是造成轮缸缸体装配过程中发生破断的主要原因。生产厂家应加强对铸铝ZL-105轮缸缸体生产过程中化学成分和加工尺寸的控制。

参考文献：

       [1]      黄积荣.《铸造合金金相图谱》.机械工业出版社,1982年2月.

       [2]      胡世炎.《破断故障金相分析》.国防工业出版社,1979年2月.

       [3]      《铸造有色合金及其熔炼》编写组.《铸造有色合金及其熔炼》国防工业出版社,1980年2月.