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(齐鲁工业大学(山东省科学院)，山东省分析测试中心，山东省材料失效分析与安全评估工程技术研究中心，济南 250014)

0 引 言

某公司生产的汽车冷却装置护板在使用约2 a后断裂，该断裂护板材料为S355MC钢，经冷成形加工而成。由图1(a)可见：护板为条形，厚度为3 mm，表面涂有防护漆；护板通过螺栓与冷却装置连接，其表面的螺母与护板通过焊接方式连接。螺母材料为45钢。护板与冷却装置一起固定在汽车前端，在汽车行驶过程中受到交变载荷作用。护板在其边角一处固定螺母的位置发生断裂，如图1(b)所示。为了查明该护板断裂的原因，作者对其进行了失效分析。

图1 护板的结构和断裂位置Fig.1 Structure (a) and fracture location (b) of guard board

图2 护板的断口宏观形貌Fig.2 Macroscopic morphology of fracture of the guard board

1 理化检验及结果

1.1 断口的宏观及微观形貌

由图2可见：护板发生断裂后，螺母并没有被破坏，断裂位置均位于护板与螺母之间的焊缝熔合区及护板热影响区；护板断口表面呈灰色，比较平齐，无明显塑性变形。

图3 护板的断口SEM形貌Fig.3 SEM micrographs showing fracture of the guard board:(a) fracture and (b) opposite of fracture

在断口上取样，清洗后，使用SUPRA55型扫描电子显微镜(SEM)观察断口微观形貌。由图3可见，断口上有两个明显的裂纹源，分别位于护板的内、外表面。护板内表面裂纹源恰好位于护板与螺母的焊缝熔合区；由于护板较薄，其外表面也会受到焊接热循环的影响，因而外表面的裂纹源位于热影响区。裂纹源附近可见放射状棱线，裂纹沿壁厚方向向护板内部扩展，交汇形成瞬断区，瞬断区位于板厚中心位置；在裂纹扩展区的部分位置隐约可见贝纹线。……