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樣品名稱：液壓油箱……

樣品材料：LF21M δ1.8(改裝后)

規格型號：J7E-5505-70

樣品失效背景信息收集：

樣品出油管的錐形件的作用是避免經回油接頭流回的液壓油渦流影響液壓泵吸油的穩定性。因此，錐形件在飛機液壓系統工作時不斷受到回油沖擊力的作用，長期使用過程易造成固定支架疲勞裂紋，樣品斷裂位置位于卡爪和錐形件，2020年至2023年類似情況19件。

1.斷口宏觀檢查

樣品共有3個斷口，其中1#斷口位于錐形件上，2#和3#斷口位于卡爪上，3個斷口均位于焊縫熱影響區附近，見圖1~圖2。三個斷口都較平整，未見明顯的塑性變形，為脆性斷裂。

通過對斷口檢查，位于錐形件上的1#斷口是沿著焊縫熱影響區開裂，并且在斷口底部出現了二次裂紋，且1#斷口旁邊的焊縫也在同樣位置出現了裂紋和二次裂紋，見圖1和圖3。

3個斷口中，1#斷口邊緣磨損嚴重，見圖5，且有二次裂紋生成，因此1#斷口是該斷裂的裂紋源，因錐形件長期經受往返的回油沖擊力，所以應為疲勞開裂。

2、斷口微觀檢查（掃描電鏡）

分別取1#斷口（錐形件）和3#斷口（卡片）進行微觀檢查，檢查結果如下：

如圖所示，1#斷口裂紋源區，因母材LF21M硬度較低，磨損嚴重，磨損面基本覆蓋了該區域的形貌特征，但在局部位置，仍能發現一些疲勞條紋特征。

斷口的芯部和終斷區，為一些基本上與表面相垂直的撕裂棱，呈脆性斷裂特征。

圖5  1#斷口裂紋源表面-500X

圖11  3#斷口裂紋源表面-500X

3. 化學成分分析

檢測失效樣品檢測化學成分，對其按GB/T 3190-2020《變形鋁及鋁合金化學成分》中的牌號3A21(LF21)進行判定，檢測結果見下表，其元素符合標準的要求。

4.金相組織檢驗

檢測的1#斷口位置的金相組織，由圖可知，整個截面基材組織均勻，斷口表面和芯部基本一致，未見異常，焊縫及熱影響區也未發現明顯的焊接缺陷。

圖17 1# 斷口表面-100X

圖21  熱影響區-500X

5.硬度檢測

對斷口位置截面進行硬度檢測，檢測結果表明各區域硬度較均勻，區域之間也未發現異常差異。

6. 能譜檢測

對1#斷口位置進行能譜檢測，檢測結果表明斷口未發現應力腐蝕特征。

7. 失效原因討論分析

通過化學成分檢測可知，樣品的化學成分符合標準的要求。

通過金相檢測可知，樣品斷口位置母材金相組織均勻，未發現有異常組織，焊縫區也未發現明顯焊接缺陷。

通過硬度檢測可知，斷口各區域硬度均勻，各區域間的硬度也未發現異常差異。

通過能譜檢測可知，斷口也未發現應力腐蝕特征。

通過對斷口觀察，錐形件斷口表面磨損嚴重，且有二次裂紋生成，可知裂紋起源于錐形件，錐形件斷口位于焊縫的熱影響區，并沿著整個熱影響區開裂，而熱影響區也正是樣品性能薄弱位置。

在整個裂紋源區域均發生了明顯的磨損，說明在裂紋擴散過程中，裂紋源不斷受到磨壓作用，結合樣品在工作過程中，錐形件長期受到往返的回油沖擊力，可知樣品為疲勞斷裂。   

8. 結論 

試件的化學成分符合相關技術要求，內部的金相組織和硬度也未見明顯異常，斷口也未發現應力腐蝕特征。

裂紋屬于疲勞開裂，起源于試樣錐形件焊縫區域，受工作中長期往返循環的回油沖擊力的作用下，在錐形件性能較為薄弱的焊縫熱影響區發生開裂，裂紋沿著熱影響區擴展，致使錐形件斷裂，而同時，卡抓位置在回油沖擊力的作用下，也同樣在焊縫熱影響區附近產生開裂，直到最終斷裂。