1. 引言
某汽車配件生產公司的發(fā)動機引擎鎖扣，材質為20#碳素鋼，規(guī)格為φ8mm的圓鋼棒料，用來調整引擎蓋間隙。現場用木錘敲擊樣品來調整引擎蓋間隙時發(fā)現鋼筋內R角有裂紋，拆卸后發(fā)現已斷裂，委托方提供的加工工藝為冷拉棒料→斷料→沖壓彎曲→CO2氣體滲碳→真空淬火→回火（成品），為了找出引擎鎖扣斷裂失效原因，從該批產品中取2個引擎鎖扣進行分析，其中已斷裂的引擎鎖扣1個（NG樣品），正常的引擎鎖扣1個（OK樣品）。

2. 試驗與結果
2.1 外觀檢查

通過體視顯微鏡可觀察到NG樣品斷口較平整，無明顯塑性變形，呈閃光小刻面形貌，斷裂位置在內R角45°左右的平面，斷口照片見圖1；OK樣品未R角位置發(fā)現明顯異常，宏觀照片見圖2。

2.2 斷口分析
將NG樣品斷口用超聲波清洗干凈，然后在SEM下放大觀察斷口形貌，低倍下觀察到斷口內R角一側邊緣發(fā)現存在伴生裂紋，斷口形貌見圖3；高倍下發(fā)現斷口存在明顯河流花樣，斷口圖片見圖4。綜上，斷裂起源在內R角轉折處，然后沿內R角45°方向擴展，斷口表面清晰可見河流花樣形貌特征，為脆性解理斷裂模式。

2.3 成分分析
OK、NG樣品先去鍍層，再進行化學成分分析，結果表明OK、NG樣品材質均為20#鋼，NG樣品碳含量偏高，推斷可能受滲碳層厚度影響，不影響材料性能。

2.4 金相分析
NG樣品和OK樣品分別鑲樣，進行金相分析，NG樣品和OK樣品心部組織均為塊狀鐵素體+低碳馬氏體，滲碳層為針狀馬氏體+少量滲碳體，見圖5和圖6。?
從圖7、圖8和表3可知，NG樣品滲碳層厚度為委托方標準的2倍左右；OK樣品滲碳層厚度合格

2.5 硬度分析

3. 結論
導致工件失效的主要原因為材料內部存在較嚴重組織不均勻，沖壓彎曲后內應力較大，與后續(xù)滲碳淬火熱應力共同作用形成的表面伴生微裂紋，使用中反復敲擊后擴展，由于心部組織強度較低，導致裂紋迅速擴展，最終斷裂。

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