背景介绍

某型锌铝合金是客户新开发的材料，用N型代替，图1、图2分别为用N型锌铝合金材料制造的手机盖产品正反面。技术要求热处理后硬度145HV以上。送检前，客户采用120～220°C区间的各种温度时效12小时试验，结果硬度都低于145HV，无法正常生产，需分析原因，失效分析。

2检查分析

2.1  来样硬度检查

对热处理前、后的产品切片检验硬度，热处理前的产品硬度检测结果为：147～148HV0.2，接近技术要求的下限值；经188°Cx12h热处理后的产品硬度检测结果为：89.5～96.5HV0.2，硬度下降，硬度值低于技术要求。

2.2  化学成分分析

采用硫碳分析仪 ICP检查来样材料化学成分，结果见表1，主要成分为Al/Zn/Cu/Si/Fe，没有检测到C和S含量。与ZA50型锌铝合金元素含量[1]对比，确定N型锌铝合金实际上属于ZA50型系列锌铝合金成分。

2.3  金相检查

图3是热处理前组织，可以观察到枝晶形态，是铸造组织。失效分析，结合相图[2]分析得出：金相组织为初生的α相（白色）和α相之间（α β）共析体（黑色）及第二相质点。初生相α中析出较多颗粒状共析组织，说明铸造冷却速度较慢。

图4是经188°C x 12h时效处理后的组织。已看不出树枝晶，析出相增多，形状改变，颗粒聚集，并开始变得粗大，是过时效组织。失效分析，过时效组织硬度较低[3]。

2.4  SEM EDS分析

图5是客户热处理前样件3000X电镜图片，在晶界析出片状组织为共析组织；而图6，同样3000X下观察188°C x 12h时效处理后的组织，已看不到片状共析组织。晶界白色颗粒聚集长大。

图7、图8是在5000X下热处理前后组织，用EDS探测图7中热处理前微区成分1～4，图9～12分别是微区1～4的能谱图，探测结果如表2所示。其中的F含量应该是组织腐蚀液中含有HF酸的原因，在表3中不再列出。

失效分析，EDS分析结果表明，灰色区域1和黑色的背景3都是固溶有Zn的富Al固溶体，白色的3和4是共析组织，分别析出在а初生相的晶界和晶内，与金相分析结果一致。

图13～16分别是对图8中1～4微小区域内，即188°C x 12h时效处理后的微观组织所对应的能谱探测图，表3是EDS分析结果。与热处理前的EDS结果比较，不难看出：共析组织（微区2和4）形状由细片状改变为粗大颗粒状，并且随着Si、Cu、Mn等强化元素[2][4]的析出、合金相的聚集，基体硬度下降，产生过时效。