失效分析根底楊力機(jī)械失效分析技術(shù)機(jī)械構(gòu)件在使用過程中由于各種原因可能會發(fā)生失效現(xiàn)象。機(jī)械構(gòu)件喪失其規(guī)定功能的現(xiàn)象稱為失效。分析引起機(jī)械構(gòu)件的失效原因，提出對策，研究采取補救措施的技術(shù)和管理活動稱為失效分析

失效分析的目的以提高產(chǎn)品質(zhì)量為目的，找出造成機(jī)械產(chǎn)品失效的原因及影響因素，提出改進(jìn)措施，以防止同類失效現(xiàn)象的重復(fù)出現(xiàn)。以技術(shù)攻關(guān)為目的的失效分析。以劣質(zhì)產(chǎn)品確實定和處理為目的的失效分析。仲裁性的失效分析。為進(jìn)行修復(fù)而作的失效分析。失效分析是質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)失效分析的經(jīng)驗是新產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃和設(shè)計的重要依據(jù)DFMEA開發(fā)規(guī)劃和設(shè)計是決定產(chǎn)品質(zhì)量的兩個重要因素，由于規(guī)劃和設(shè)計過失在產(chǎn)品失效案例統(tǒng)計分布中比例較大，現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計和質(zhì)量管理要求對產(chǎn)品作“危險度分析”，就是運用失效分析的經(jīng)驗和知識去分析審查設(shè)計方案中是否存在某些會導(dǎo)致失效的因素及萬一失效后又會產(chǎn)生何種程度的危害，根據(jù)這種分析去修改設(shè)計方案，把失效因素在產(chǎn)品設(shè)計時就消除或減少。失效分析是對質(zhì)量控制網(wǎng)的實地檢驗FMEA如產(chǎn)品在使用過程中頻頻發(fā)生失效，說明原來確定的質(zhì)量控制網(wǎng)在某些環(huán)節(jié)上發(fā)生問題，失效分析可根據(jù)失效現(xiàn)象找出失效原因，提出應(yīng)當(dāng)從哪些方面去調(diào)整，增強和改進(jìn)質(zhì)量控制網(wǎng)。產(chǎn)品在加工制造過程中，不管質(zhì)量控制網(wǎng)如何嚴(yán)格，也難免產(chǎn)生缺陷，這些缺陷通過失效分析積累的經(jīng)驗和知識來判斷對產(chǎn)品的功能會產(chǎn)生何種影響，可分為危險缺陷、可修復(fù)缺陷、無害缺陷。這種以失效分析經(jīng)驗和知識為依據(jù)的缺陷平安度分析，既可防止盲目報廢，節(jié)約大量的材料、工時和本錢，又可保證產(chǎn)品平安使用。失效分析的經(jīng)驗是評定產(chǎn)品缺陷平安的最正確參考依據(jù)

機(jī)械構(gòu)件失效的主要形式變形失效斷裂失效腐蝕失效磨損失效變形失效彈性變形失效----彈性變形過量，雖外表未發(fā)現(xiàn)任何損傷痕跡，但彈性性能已達(dá)不到原設(shè)計要求。例如汽車彈簧，經(jīng)長期使用后松弛性能降低導(dǎo)致不能起緩沖作用塑性變形失效塑性變形失效----變形量超過極限，不能再使用。經(jīng)長期運轉(zhuǎn)后的汽輪機(jī)葉片逐漸伸長發(fā)生塑性變形而與殼體相接觸，使汽輪機(jī)不能正常運行。蠕變變形失效----零件長期在高溫和應(yīng)力作用下，即使小于屈服應(yīng)力也會緩慢地產(chǎn)生塑性變形，這種現(xiàn)象稱為蠕變，當(dāng)蠕變變形量超過規(guī)定數(shù)值后就會失效，甚至產(chǎn)生蠕變斷裂。高溫松弛失效----零件在高溫下失去彈性功能而導(dǎo)致失效。例如蒸汽輪機(jī)的高溫緊固螺栓經(jīng)長期使用發(fā)生松弛，使蒸汽輪機(jī)不能正常工作。斷裂失效----塑性斷裂塑性斷裂失效：當(dāng)構(gòu)件所承受的實際應(yīng)力大于材料的屈服強度時，將產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)力進(jìn)一步增大，就會產(chǎn)生斷裂，稱為塑性斷裂失效。塑性斷裂的特征：在裂紋或斷口附近有宏觀塑性變形，或者在塑性變形處有裂紋出現(xiàn)；塑性斷裂的一種典型斷口是抗拉試樣的杯錐狀斷口，杯部呈纖維狀特征，錐部呈淺灰色的光滑區(qū)，并與杯部或45o角。塑性斷口微觀形態(tài)主要為韌窩。根據(jù)韌窩的形狀可分析斷裂時所受應(yīng)力的性質(zhì)，如韌窩為等軸，受正應(yīng)力作用，如杯錐狀斷口的杯部。韌窩為拉長呈方向性，受剪切應(yīng)力或撕裂應(yīng)力作用，如杯錐狀斷口的錐部。韌窩的大小與形核數(shù)量、材料韌性、溫度、應(yīng)變速率有關(guān)；材料韌性好、夾雜或第二相粒子少、溫度高、應(yīng)變速率慢那么韌窩尺寸大；反之那么韌窩尺寸小。塑性斷裂的原因：通常情況下塑性斷裂是由于外應(yīng)力超過材料的屈服強度所致(材料強度過低或超載)。斷裂失效---脆性斷裂失效脆性斷裂是指斷裂前幾乎不產(chǎn)生顯著的塑性變形按裂紋擴(kuò)展的路徑分為穿晶脆性斷裂和沿晶脆性斷裂。解理斷裂----解理斷裂是穿晶脆斷的一種常見的主要斷裂方式。解理斷裂是指在一定的條件下，金屬因受拉應(yīng)力作用而沿某些特定的結(jié)晶學(xué)平面發(fā)生別離。鐵素體鋼的解理面為{100}晶面。

解理斷裂的特征 *斷裂時所受應(yīng)力較低，常低于材料的屈服強度及設(shè)計許用應(yīng)力 *構(gòu)件破壞之前沒有或只有局部的輕微的塑性變形 *斷裂源總是發(fā)生在缺陷處(尤其是焊接缺陷)或幾何形狀突變的凹槽、缺口等處，也有裂紋源由疲勞損傷處引起 *斷口宏觀形貌平直，斷面與拉應(yīng)力方向垂直，斷口上有放射狀條紋，放射狀條紋的收斂點為斷裂源，當(dāng)構(gòu)件為管材或板材時，斷口上有人字紋條紋，人字的頭部指向裂源，并有閃光的“小刻面”，斷口微觀形貌為河流把戲 *一旦發(fā)生開裂，裂紋便以極高的速度擴(kuò)展，危害性很大。形成解理脆斷的條件: *構(gòu)件存在三向應(yīng)力集中部件，如構(gòu)件存在外表缺口、裂紋等缺陷、幾何形狀的突變。 *有一定大小的應(yīng)力作用，包括剩余應(yīng)力，尤其是在沖擊應(yīng)力作用下易發(fā)生解理脆斷。 *低溫條件下，當(dāng)溫度低于材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度點時易發(fā)生解理脆斷準(zhǔn)解理斷裂 *準(zhǔn)解理斷裂常在經(jīng)淬火及隨后回火的馬氏體組織中出現(xiàn)。 *按斷裂形態(tài)，準(zhǔn)解理斷裂介于韌性斷裂和解理斷裂之間，其韌性比解理斷裂好，而比韌性斷裂差。斷口宏觀形貌具有細(xì)小的放射狀條紋或呈瓷狀，斷口微觀形態(tài)也有河流把戲，但其河流短而不連續(xù)，并能觀察到較多的撕裂嶺特征斷裂失效--脆性斷裂---沿晶脆性斷裂裂紋沿晶粒界面擴(kuò)展而造成金屬材料的脆斷稱為沿晶脆性斷裂。通常晶界是強化的因素，即晶界的鍵合力高于晶內(nèi)，只有在晶界被弱化時才會產(chǎn)生沿晶斷裂。晶界弱化的根本原因----材料本身或環(huán)境介質(zhì)或高溫的作用 *晶界沉淀相造成的沿晶斷裂----由晶界的夾雜和第二相沉淀所造成的，晶界上的析出相通常是不連續(xù)的，呈球狀、棒狀或樹枝狀，晶界沉淀相越多，斷裂應(yīng)力越低 *雜質(zhì)元素在晶界偏聚造成沿晶脆斷----如Ge、Sn、N、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te等。低合金鋼的第二類回火脆性〔合金鋼在回火后慢冷或在375~560oC等溫產(chǎn)生晶界脆化和沿晶斷裂〕。 *環(huán)境介質(zhì)侵蝕而引起的沿晶斷裂----高強度鋼的氫脆、應(yīng)力腐蝕 *高溫下的沿晶斷裂。沿晶脆斷的特征斷口在宏觀上呈顆粒狀，有時能觀察到放射狀條紋。斷口微觀形貌呈冰糖狀。斷裂失效----脆性斷裂失效---疲勞斷裂機(jī)械零件在循環(huán)交變應(yīng)力的作用下引起的斷裂稱為疲勞斷裂。在機(jī)械構(gòu)件的斷裂失效中，疲勞斷裂所占的比例最高，達(dá)70%以上。疲勞斷裂的類型----高周疲勞、低周疲勞、熱疲勞、接觸疲勞、腐蝕疲勞、微振疲勞、蠕變疲勞等。高周疲勞----循環(huán)次數(shù)N>104~105的疲勞斷裂稱為高周疲勞,為低應(yīng)力高周疲勞斷裂。低周疲勞----循環(huán)次數(shù)N<104~105，為高應(yīng)力低周疲勞斷裂。裂紋擴(kuò)展時疲勞應(yīng)力較高，裂紋擴(kuò)展速度較快，其斷口形貌較復(fù)雜；當(dāng)循環(huán)次數(shù)N>103，斷口上有粗大的輝紋；當(dāng)循環(huán)次數(shù)N<103，斷口觀察到一種“輪胎把戲”；當(dāng)循環(huán)次數(shù)N<102，斷口上觀察到韌窩或準(zhǔn)解理。斷裂失效--脆性斷裂失效---疲勞斷裂熱疲勞----冷熱交變應(yīng)力作用下引起的疲勞開裂稱熱疲勞。如發(fā)動機(jī)排氣門、熱模。宏觀有網(wǎng)狀或平行斷續(xù)的細(xì)小裂紋，微觀斷口有氧化特征，難見輝紋。接觸疲勞----接觸應(yīng)力作用引起疲勞破壞。如軸承、軸瓦、齒輪。宏觀有剝落特征，微觀有輝紋、準(zhǔn)解理等特征。產(chǎn)生接觸疲勞的原因主要是接觸應(yīng)力較高。腐蝕疲勞----腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力聯(lián)合作用下引起的疲勞破壞稱腐蝕疲勞。斷口宏觀上有腐蝕特征，微觀形貌除疲勞輝紋外有腐蝕特征。微振疲勞----由微振應(yīng)力作用下引起的疲勞破壞，如鉚釘、葉片、鋼絲繩等。裂源處有磨損現(xiàn)象，疲勞斷口上可觀察到與高周疲勞相似的輝紋

高周疲勞的特征疲勞斷裂過程中，工作應(yīng)力多是在低于屈服應(yīng)力下進(jìn)行，零件不發(fā)生肉眼可見的宏觀塑性變形，對于常見的低應(yīng)力高周疲勞，在斷裂發(fā)生后，也未能觀察到宏觀塑性變形現(xiàn)象，所以一般將疲勞斷裂歸入脆性斷裂疲勞斷口具有獨特的斷口形貌，斷口由疲勞源區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬時斷裂區(qū)三個局部組成。疲勞源常位于零件的尖角、凹槽或材料的夾雜、空洞、微裂紋等缺陷處。裂紋擴(kuò)展區(qū)具有獨特的疲勞條紋，常以海灘狀條紋、貝紋線等術(shù)語描述其宏觀特征。疲勞擴(kuò)展區(qū)的斷口微觀形貌為疲勞輝紋。瞬時斷裂區(qū)斷口形貌與材料性質(zhì)及斷裂時應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，塑性材料常為塑性斷裂，而脆性材料為脆性斷裂產(chǎn)生疲勞斷裂的常見原因

材料強度缺乏引起的疲勞斷裂；零件結(jié)構(gòu)上有尖角、鍵槽、圓角等應(yīng)力集中區(qū)；夾雜、疏松、氣孔、微裂紋等材料缺陷；外表缺陷，如凹坑、折疊、加工刀痕；熱處理缺陷，如外表脫碳、過熱疲勞斷口的宏觀特征韌窩準(zhǔn)解理沿晶解理疲勞輝紋腐蝕失效金屬與其外表接觸的介質(zhì)發(fā)生反響而造成的損壞稱為腐蝕。腐蝕失效的特點是失效形式眾多，失效機(jī)理復(fù)雜。腐蝕失效占金屬機(jī)械構(gòu)件失效事故的比例相當(dāng)高，僅次于疲勞斷裂。尤其是在化工、石油、電站、冶金等工業(yè)領(lǐng)域中，其腐蝕失效的事故較多，造成的損失是巨大的。因此對腐蝕失效的研究和預(yù)防在失效分析中是非常重要的工作。腐蝕失效----均勻腐蝕失效均勻腐蝕失效----是最常見的一種腐蝕，又稱全面腐蝕失效。它的特征是在整個暴露的金屬構(gòu)件外表或相當(dāng)大的面積上發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反響而被腐蝕，構(gòu)件由于腐蝕減薄而最終失效。均勻腐蝕消耗掉大量金屬材料，但比其它腐蝕失效的危險度小，比較容易進(jìn)行預(yù)測和防腐，當(dāng)金屬材料減薄至一定程度后就進(jìn)行更換，不至于造成突然斷裂，對于均勻腐蝕常用腐蝕速率：毫米/年(mm/a)來表示。均勻腐蝕的防護(hù)措施：

*選擇適宜的材料，可降低腐蝕速率。*在金屬外表涂覆耐蝕涂層或鍍層。*在工況介質(zhì)許可情況下，在接觸環(huán)境中添加緩蝕劑。*采用陰極保護(hù)。腐蝕失效點腐蝕縫隙腐蝕晶界腐蝕應(yīng)力腐蝕腐蝕失效----電偶腐蝕電偶腐蝕----在電解質(zhì)中，兩種不同的金屬相接觸，由于電位不同，構(gòu)成一個微電池，嚴(yán)重腐蝕發(fā)生在電極電位低的陽極上。在機(jī)械構(gòu)件最多見的是在異金屬的管子接頭處，異金屬螺栓或鉚釘?shù)倪B接處，異金屬焊料的焊接處。如加熱水箱或鍋爐一般用鋼板制成，外接水管假設(shè)用銅管，那么水箱和鍋爐很快被腐蝕報廢。電偶腐蝕的重要影響因素----大陰極與小陽極，如一艘高級游艇用鋼制鉚釘鉚接蒙乃爾合金制作的殼體，在海水中使用僅幾周，鉚釘被腐蝕掉，船解體漂浮。電偶腐蝕預(yù)防措施：〔1〕盡可能使用電極電位接近的異金屬連接。〔2〕防止使用大陰極、小陽極?！?〕異金屬連接處采用加絕緣材料。〔4〕外表采用涂層或鍍層，與腐蝕介質(zhì)隔離。電偶腐蝕預(yù)防措施〔1〕盡可能使用電極電位接近的異金屬連接。〔2〕防止使用大陰極、小陽極?！?〕異金屬連接處采用加絕緣材料?！?〕外表采用涂層或鍍層，與腐蝕介質(zhì)隔離。腐蝕失效----腐蝕疲勞腐蝕疲勞：在具有腐蝕性的介質(zhì)中，金屬材料的疲勞極限〔或疲勞強度〕顯著降低。腐蝕疲勞的機(jī)理較為復(fù)雜，通常認(rèn)為，腐蝕疲勞是一種局部腐蝕與周期交變載荷共同作用下引起開裂的一個復(fù)雜過程。腐蝕疲勞開裂的影響因素：較應(yīng)力腐蝕更為復(fù)雜。除材料本身及環(huán)境介質(zhì)外，受力因素也相當(dāng)復(fù)雜，應(yīng)力幅值和頻率對其影響很大。腐蝕疲勞的斷口特征：有腐蝕產(chǎn)物覆蓋，顏色呈棕黑色，常為多源，疲勞常起源于點腐蝕坑或零件結(jié)構(gòu)上的尖角、凹槽部位。斷口微觀形貌為其疲勞輝紋有與河流把戲相垂直的形態(tài)，在斷口分析中稱為脆性輝紋。用能譜儀分析可檢測到介質(zhì)中的腐蝕元素。腐蝕疲勞的防護(hù)：與應(yīng)力腐蝕防護(hù)相似，需從受載、冶金因素、環(huán)境因素作綜合考慮。腐蝕失效----氫損傷氫損傷：是金屬材料的性能由于氫的作用而惡化的總稱。造成金屬氫損傷的氫，常來源于環(huán)境介質(zhì)中，故把氫損傷歸為腐蝕失效。氫損傷包括氫鼓包失效、氫脆開裂、氫脫碳及氫腐蝕。氫鼓包：是由于氫原子擴(kuò)散到金屬里，在金屬的空穴〔或縮孔〕、夾雜處結(jié)合為氫分子，而氫分子不能繼續(xù)擴(kuò)散，使空穴里的氫濃度和壓力不斷上升，致使材料內(nèi)部形成一個微裂紋。其裂紋反映在斷口上為“白點”。氫脆開裂：在高強度鋼中發(fā)生較多，易在電鍍和酸洗過程中造成，是由于氫離子被復(fù)原并擴(kuò)散到金屬中，氫脆裂紋高強度鋼為沿晶，強度較低的鋼為穿晶。氫脫碳：是在高溫下發(fā)生，金屬外表接觸到含有氫的環(huán)境，鋼外表的碳和碳化物與氫反響，使外表脫碳而引起鋼強度降低。氫腐蝕：是氫進(jìn)入金屬內(nèi)部與金屬組織中的碳化物發(fā)生反響而生成甲烷，常沿晶界發(fā)生腐蝕。腐蝕失效----其他腐蝕

高溫腐蝕：在高溫下金屬材料的腐蝕失效稱高溫腐蝕。如水和其它腐蝕介質(zhì)都不存在，主要表現(xiàn)為金屬不斷被氧化，生成氧化皮，此為高溫腐蝕的典型失效形式。假設(shè)高溫下有H2S和SO2氣相對金屬起腐蝕作用稱為高溫硫腐蝕，如柴油機(jī)零件中的熱腐蝕。氣蝕：在液體與金屬材料之間相對速度很高的情況下，由于氣體在材料外表的局部區(qū)域形成空穴或氣泡并迅速破滅。氣泡破滅時產(chǎn)生強烈的沖擊波，壓力可達(dá)410MPa，金屬外表被損耗，形成蝕坑，稱氣蝕。在螺旋槳、水輪機(jī)葉片、泵的葉輪等零件中常出現(xiàn)。微動磨損腐蝕----受載金屬材料與其相接觸的固體材料作微小的相對運動時產(chǎn)生微動磨損，在空氣中，微動磨損能引起氧化，形成微動磨損腐蝕。接觸海水的多股鋼絲繩也易發(fā)生微動磨損腐蝕。磨蝕、沖刷腐蝕----磨蝕是由于腐蝕介質(zhì)與金屬外表作相對運動而引起的，磨蝕失效零件上往往有溝槽、水波紋。沖刷腐蝕實際上是磨蝕的一種，只是介質(zhì)流速很高，沖擊力大。微生物腐蝕----微生物新陳代謝可產(chǎn)生腐蝕性很強的物質(zhì)引起對金屬材料的腐蝕，如澡類造成對冷卻水管的腐蝕，貝殼類動物、海藻對海洋工程構(gòu)件造成腐蝕失效。磨損失效相互接觸并作相對運動的物體，由于機(jī)械作用所造成的材料位移及別離的破壞形式稱為磨損失效。所有滑動或滾動的零件均會受到磨損，如軸承、齒輪、導(dǎo)軌、活塞環(huán)、花鍵、制動器、離合器等。磨損失效雖不象斷裂失效及腐蝕失效所造成的損失巨大，然而也發(fā)現(xiàn)一些災(zāi)難性的事故根源來自磨損失效，如飛機(jī)起落架和液壓控制筒在活塞與油缸、活塞稈與密封之間發(fā)生微動磨損，最后導(dǎo)致飛機(jī)起落架無法放下而發(fā)生機(jī)毀事故。常見的磨損失效主要有粘著磨損、磨粒磨損、接觸疲勞磨損、微動磨損等。失效分析思路及方法

逐個因素排除法——5M1E法

*從操作人員(Man)、機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)(Machine)、材料(Material)、制造工藝(Manufacturing)、環(huán)境(Environment)和管理(Management)六個方面來分析事故的原因系統(tǒng)工程法——故障樹法(FTA)

*查明與事故的發(fā)生有關(guān)的所有可能的原因

*作為一種手段，利用圖形明確地把分析對象的過程或結(jié)果形象地表示出來

*可以方便地計算出系統(tǒng)故障的概率系統(tǒng)工程法——特征-因素圖分析法失效分析專家系統(tǒng)，失效分析案例庫以整體原那么為思路的分析法----進(jìn)行失效分析時，始終要樹立整體觀念。零件一旦失效，就要把設(shè)備-環(huán)境-人當(dāng)作整體關(guān)系來考慮，首先將設(shè)備、環(huán)境、人三方面問題各自進(jìn)行考慮和分析，然后再根據(jù)調(diào)查資料和檢驗結(jié)果，采取“消去法”，把不可能的問題逐個排除，對剩下的問題再進(jìn)行仔細(xì)分析，通過試驗分析找出失效原因以設(shè)備制造全過程為系統(tǒng)的思路----如已排除人員及環(huán)境因素，就可以從設(shè)備制造方面進(jìn)行考慮。可從以下幾方面考慮〔1〕設(shè)計不當(dāng)；〔2〕材質(zhì)問題；〔3〕熱加工缺陷；〔4〕冷加工缺陷；〔5〕裝配和檢驗不當(dāng)；〔6〕使用和維護(hù)不當(dāng)。根據(jù)失效類型和失效模式〔機(jī)理〕分析的思路----機(jī)械產(chǎn)品一旦失效，一般不外乎變形、斷裂、腐蝕、磨損四種失效形式，首先根據(jù)失效件的使用工況、外表形貌、斷口宏觀微觀形貌，就可以確定該項失效模式，然后通過實驗數(shù)據(jù)來分析引起失效的原因根據(jù)構(gòu)件服役條件分析的思路----機(jī)械構(gòu)件發(fā)生失效除制造質(zhì)量缺陷外，與它的服役條件影響很大。通常情況下與失效有關(guān)的服役條件有力、時間、溫度和環(huán)境，根據(jù)這些誘發(fā)條件初步可確定失效模式，排除大局部其它原因。失效分析程序

接受任務(wù)、調(diào)查研究、分析失效原因和提出改進(jìn)措施----對于簡單的失效零件，且失效因素也較簡單，一般不需要設(shè)計分析程序，對于一個大而復(fù)雜的系統(tǒng)失效，為使工作進(jìn)展順利，分析結(jié)論準(zhǔn)確，設(shè)計一個分析程序是非常重要的。接受任務(wù)，明確要求----失效分析人員在接受任務(wù)時，必須明確失效分析的目的。調(diào)查研究----調(diào)查研究的目的是為了了解失效件的背景材料和現(xiàn)場情況了解失效件的名稱、型號、生產(chǎn)廠、制造工藝、工作時間、使用環(huán)境等?，F(xiàn)場調(diào)查----對于一個重大的失效事故，應(yīng)保護(hù)現(xiàn)場。失效分析人員現(xiàn)場調(diào)查通常包括以下方面：

*了解發(fā)生失效的時間、地點、周圍環(huán)境及失效經(jīng)過。

*觀察失效件的破壞程度、并作記錄和照相。

*觀察失效件周圍的金屬屑、氧化皮等一切可疑雜物。

*失效件周圍環(huán)境、溫度、濕度、氣氛、水質(zhì)等情況。

*調(diào)查現(xiàn)場目擊者的證詞。

*對失效件作宏觀分析，選擇供實驗室分析用的試樣。

*收集失效件的背景材料，包括使用記錄、運轉(zhuǎn)情況、維修情況、操作人員的情況。失效件測試和分析

直觀分析(宏觀分析)----直觀分析主要用肉眼或低倍放大鏡觀察，是以后各項試驗分析的根底，十分重要，須仔細(xì)進(jìn)行。直觀分析通常包括以下內(nèi)容： *觀察整套裝置或整個部件，了解失效裝置各局部的作用。 *初步確定失效形式，如韌性、脆性、疲勞、腐蝕或磨損。 *根據(jù)斷口形貌確定裂源位置。 *根據(jù)斷裂特征推測加載方式(拉、彎、壓、扭等)，應(yīng)力大小、應(yīng)力方向。 *根據(jù)斷裂特征判斷是否由缺陷引起，如材質(zhì)缺陷、制造加工缺陷、裝配缺陷等。 *根據(jù)斷口形貌初步確定環(huán)境介質(zhì)影響，對未斷裂的腐蝕失效件外表、粒屑、介質(zhì)進(jìn)行分析觀察，初步提出屬于何種腐蝕失效。 *對磨損失效件的外表磨損形貌、外表裂紋、磨粒等進(jìn)行觀察。裂源識別法碎塊拼湊法----將碎塊依次拼合，密合程度好的是后斷的，密合程度差的是先斷的，圖中A先斷。

----假設(shè)一個零件上存在兩條以上裂紋，橫貫裂紋為主裂紋，以下圖中，裂源位于A裂紋的O或O‘處?！癟”型法----以下圖中，集合處為裂源，分叉裂紋產(chǎn)生于后。多枝形法----人字紋出現(xiàn)在板材斷口上，“人”字頭部指向裂源，

人字形法----放射狀條紋的會聚點就是裂源，放射狀標(biāo)記法最小應(yīng)變法----對于韌性材料，斷裂時宏觀變形先小后大，變形小的為裂源剪切唇法----剪切唇在斷口上較易識別，其特征斷口光滑，與主應(yīng)力方向呈45o角，外外表有毛邊等特征，剪切唇的對面為裂源。貝紋把戲判斷法----對于疲勞斷口，根據(jù)貝紋線判斷裂源，裂源位于弧形條紋的圓弧中心處。氧化法----當(dāng)斷口由腐蝕介質(zhì)或溫度作用下產(chǎn)生，斷口上氧化或腐蝕嚴(yán)重的部位為裂源。取樣對分析過程中所需要的全部試樣，在現(xiàn)場調(diào)查時應(yīng)有方案，取樣的部位及數(shù)量應(yīng)合理確定，取樣要有代表性，檢查失效件的力學(xué)性能、金相組織、化學(xué)成分等須在失效源附近取樣，而比照試樣那么要遠(yuǎn)離裂源區(qū)。對于斷口試樣取樣時注意防止對斷口的損傷，對于大件取樣一般用火焰切割或機(jī)械切割，切割時離分析部位要保持一定距離，以保證分析樣品的組織和性能不受切割熱的影響。金相檢驗金相檢驗----是失效分析中很重要的一項工作，包括宏觀檢驗與微觀檢驗，常有以下幾方面內(nèi)容：低倍酸蝕檢驗----檢查材料內(nèi)部偏析、疏松、夾雜、氣孔等缺陷；外表折疊、夾砂、斑疤等缺陷；內(nèi)裂紋、白點、過燒等；鍛造流線、焊接質(zhì)量、磨削燒傷等。硫印和磷印----檢驗鋼中硫和磷的偏析。顯微組織分析----判斷失效件的熱處理或冷加工工藝是否正常。分析失效件在工作條件下發(fā)生的腐蝕、磨損、氧化和外表加工硬化等。根據(jù)失效件上裂紋特征及裂紋兩側(cè)的顯微組織來判斷裂紋的性質(zhì)。通過失效件材料內(nèi)部的非金屬夾雜物分析來判斷材質(zhì)是否合格。斷口微觀形貌分析斷口分析：在失效分析中占有十分重要的地位。金屬材料的斷裂除與外部條件