1、中國石油大學（北京）遠程教育學院機械失效分析與防護期末復習題答案名詞解釋1、失效：構件不能正確行使其功能。2、偏析：金屬在冷凝過程中，由于某些因素的影響形成的化學成分不均勻現象。3、疲勞：金屬構件在交變載荷作用下，雖然應力水平低于金屬材料的抗拉強度，有時甚至低于屈服極限， 但經過一定的循環周期后， 金屬構件發生突然斷裂， 稱為疲勞斷 裂。4、內應力：構件在無外力作用下，存在于內部并保持平衡的力。5、應力腐蝕斷裂：材料在固定拉應力和特定腐蝕介質的共同作用下發生的斷裂。6、 縮孔：金屬在冷凝過程中由于體積的收縮而在鑄錠或鑄件心部形成管狀（或喇叭狀） 或分散孔洞。7、斷裂：金屬構件在應力作用下材料分

2、離為互不相連的兩個或兩個以上部分的現象。8、應力集中：零件截面有急劇變化處，引起局部地區的應力高于零件受到的平均應力的現象。9、痕跡：構件失效時，由于力學、化學、熱學、電學等環境因素單獨或協同作用，并在構件表面或表面層留下了某種標記，稱為痕跡。填空題1、 NSR越小，表示材料對缺口的敏感性越大 。2、 金屬構件發生脆性斷裂時的微觀形貌包括河流花樣、扇形花樣、魚骨狀花樣等。3、 金屬材料的斷裂過程分為裂紋的萌生、裂紋的擴展和斷裂三個階段。4、 金屬構件產生塑性變形失效的原因是過載 。5、 帶缺口的韌性斷裂斷口的宏觀形貌為：a代表纖維區、b代表 最終斷裂區 、c 代表放射區。b缺口a）有堿口圓棒試

3、樣6、構件失效后，對其進行失效分析前，需要對斷口進行保護，目的是防止搬運過程中的機械損傷 和化學損傷。7、構件產生裂紋的部位比較特殊，可能因為構件局部結構形狀引起，也可能與材料缺陷有關，主要歸結于應力因素。8、 構件中的夾雜物按其變形能力分脆性夾雜物、塑性夾雜物和半塑性夾雜物。9、 金屬構件發生高溫氧化時，其表面生成的氧化膜是半導 ，既能電子導電，又能離子導電。10、 金屬構件發生失效時，有起始態、中間態和完成態，一般以失效的_起始態為分 析重點。11、 平面應變斷裂韌性 Ke表示在平面應變條件下材料抵抗裂紋擴展 的能力12、 金屬構件在自然條件下發生的腐蝕包括_ 土壤腐蝕、海水腐蝕和大氣腐蝕

4、。13、 典型零件的選材一般遵循的原則有使用性原則、_工藝性原則_和經濟性原則。14、 失效構件進行理化檢驗遵循的原則是先不破壞性或少破壞性檢測，再做破壞性 檢測。15、 構件進行磁粉檢測后，要求檢測對象具有鐵磁性 。16、 光滑圓棒狀拉伸試樣斷口三要素包括纖維區 、 放射區 和 剪切唇 。17、 疲勞斷口的微觀特征有 _疲勞輝紋 _、輪胎壓痕花樣。18、 金屬構件產生彈性變形失效的原因有過載、超溫和材料變質。19、構件發生韌性斷裂時，當材料含有較多的第二相質點或夾雜物時，形成的韌窩數量 較多，且 較淺 。20、 金屬構件失效過程的特點包括不可逆性、有序性、不穩定性和積累性 。21、 從宏觀看

5、，裂紋的走向是由應力原則 和強度原則決定的。22、 構件進行磁粉檢測后，還保留剩余磁性，影響使用，必須退磁 處理。23、 疲勞斷口中，用肉眼或低倍放大鏡觀察疲勞區中磨得最亮的地方是疲勞源 。24、痕跡形成的三要素包括造痕物、留痕物和發生相互接觸25、對于帶缺口的圓棒狀拉伸試樣的斷口而言，由于缺口處存在應力集中，裂紋在此處萌生和擴展。26、高溫作用下，金屬構件常見的變形失效包括蠕變 和 應力松弛。三、選擇題I、 按照產品的失效形態對金屬構件失效形式進行分類，包括過量變形失效、（B ）失 效、表面損傷失效。A.疲勞B.斷裂C. 腐蝕D.磨損2、金屬在鍛造及軋制過程中容易產生的內部阻止缺陷有粗大的魏

6、氏體組織、網絡狀碳化物和（D）。A.夾渣 B. 冷裂紋 C. 折疊 D.表層脫碳3、 構件發生斷裂時，判別其主裂紋的方法有T形法、（A ）、變形法和氧化法。A.分枝法B. 應力原則C.痕跡法D. 金相法4、消除殘余應力的方法有去應力退火、回火或自然時效處理以及（C ）。A.振動法B.錘擊法 C. 機械法 D.噴丸強化5、失效分析測試技術的選用原則是（ C ）、有效性、可能性和經濟性。A.重現性 B. 簡單性 C. 可信性 D.直觀性6、金屬構件發生微孔聚集型韌性斷裂時，觀察微觀特征發現斷口表面有大量的韌窩，形狀有（A ）、剪切形和撕裂形。A. 等軸形B.橢圓形 C. 圓形7、 腐蝕電池的工作過

7、程包括陽極過程、陰極過程和（A ）。A. 電流的流動 B. 離子的流動 C.電解質溶液D. 電子的流動8、裂紋擴展的三種基本類型是（ A ）、滑移型、撕裂型。A. 張開型 B. 剪切型 C. 拋物型 D. 等軸型9、 構件發生脆性斷裂時，其斷口與與主應力成（A ）。A. 90° B. 60° C. 45°D.30°10、超聲波檢測對（B ）敏感，對單個氣孔檢出率低。A. 線缺陷 B. 面狀缺陷 C.體積型缺陷II、構件發生韌性斷裂時，其宏觀斷口為暗灰色纖維狀，無閃爍金屬光澤，斷口與與主 應力成（D ）。A. 90B. 30C. 60D. 4512、在焊接

8、生產中遇到的裂紋是多種多樣的，根據裂紋產生本質看，有熱裂紋、再熱裂 紋、（B ）和層狀撕裂四類。A.縱向裂紋 B. 冷裂紋 C. 夾渣 D. 橫向裂紋四、簡答下列問題1. 根據下圖敘述韌性材料斷口的形成過程。并說明何為平面應力狀態和平面應變狀態。Z方向的應力為零，（T z = 0z方向的位移被束縛，即1、（ a）頸縮 （b）空穴形成（c）空穴長大形成裂紋（d）裂紋擴展（e）最終斷裂形成杯錐斷口平面應力狀態：裂紋尖端處于二向應力狀態，如薄板受力，其平面應變狀態：裂紋尖端處于三向應力狀態，如厚板受力，其 £ z = 0 , 有z方向的應力,2. 下圖為疲勞斷口示意圖，試說明a、b和c分別

9、代表哪個區域。 當斷口有多個疲勞源萌2、a:疲勞裂紋萌生區b:疲勞裂紋擴展區c:最終斷裂區起裂點的判定：有多個裂紋源時，疲勞條紋密度大，比較光澤明亮的為最初的。b區為疲勞裂紋擴展區，其宏觀特征表現為沙灘狀花樣或貝殼狀花樣。3、簡述構件中的裂紋擴展應遵循的原則。在一般情況下，當材質比較均勻時，應力原則起主導作用，裂紋按應力原則擴展； 當材質存在明顯的不均勻性時，裂紋按強度原則擴展，強度原則起主導作用； 當應力原則和強度原則一致時，無疑裂紋將沿著一致的方向擴展。這就是存在于最大應 力部位的缺陷對裂紋產生的影響很大的原因。4、簡述宏觀腐蝕電池的類型。異種金屬接觸電池（電偶電池） ；濃差電池；溫差電池

10、。5、簡述降低構件應力集中的措施。1）從強化材料方面降低應力集中的作用：表面熱處理強化、薄殼淬火、噴丸強化、滾壓強化2）從設計方面降低應力集中系數：變截面部位的過渡、根據零件的受力方向和位置選 擇適當的開孔部位、在應力集中區附近的低應力部位增開缺口和圓孔6、簡述構件中的夾雜物為何會形成裂紋源。1）夾雜物造成鋼材局部應力集中；2）夾雜物本身斷裂；3）夾雜物與基體交界面產生斷裂而成為裂紋源。7、簡述斷口三要素的作用及影響因素。1）確定裂紋源位置；2）確定裂紋擴展方向；3）根據三要素所占比例大小，粗略評價材料機械性能。影響因素：零件形狀；試驗溫度；加載速率8、簡述構件中形成微觀腐蝕電池的原因。原因：

11、金屬表面的電化學不均勻性。金屬化學成分不均勻性； 組織結構的不均勻性；物理狀態的不均勻性； 金屬表面膜的不完整性；9、簡述殘余應力的產生途徑。熱處理殘余應力；表面化學熱處理引起的殘余應力；焊接殘余應力；鑄造殘余應力；涂 鍍層引起的殘余應力；切削加工殘余應力10、簡述痕跡分析的程序。發現和顯現痕跡；提取、固定、顯現、清洗、記錄和保存痕跡；鑒定痕跡；模擬再現痕跡；綜合分析11、簡述斷口分析有哪些依據。 斷口的顏色及光澤；斷口上的花紋；斷口上的粗糙度；斷口與最大正應力的交角；斷 口上的冶金缺陷12、簡述構件發生彈性變形和塑性變形的區別。彈性變形的特點： 可逆性、 單值性、變形量很小； 塑性變形的特點：不可逆性、變形量不恒定、慢速變形、伴隨材料性能的變化13、某管道公司在安裝一長輸管線的法蘭時，法蘭開裂，裂紋長約三分之二周長，距環焊縫有一定距離。該法蘭材質為 i6Mn宏觀斷口分析發現斷口表面呈現閃閃發光的小刻 面，沒有明顯的塑性變形現象。請根據失效分析程序制定一失效分析方案，如何才能 確定該法蘭斷裂原因。根據宏觀斷口分析發現斷口表面呈現閃閃發光的小刻面， 沒有明顯的塑性變形現象可以 初步判斷法蘭為脆性斷裂。具體分析步驟大