失效和失效形式的分类
失效的七种形式
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失效的七种形式导言在现代社会中,失效是无法避免的一种现象。
无论是物品、技术还是制度,都会随着时间的推移而逐渐失去其原有的效能和价值。
失效不仅存在于个体层面,也存在于整个社会系统中。
本文将探讨失效的七种形式,从而帮助我们更好地理解和应对失效。
1. 技术失效技术失效是指由于技术发展迅速或者新技术的出现,导致原有技术过时、无法满足当下需求或者被更先进的技术所取代。
例如,曾经风靡一时的VCR录像机如今已经被DVD和在线视频所取代。
技术失效不仅仅是产品本身的失效,还包括与之相关的生产方式、商业模式等方面。
2. 经济失效经济失效指的是市场经济中产品或服务无法继续保持盈利或者无法满足消费者需求而导致营销失败。
这可能是因为市场竞争激烈、成本过高、产品质量下降等原因导致的。
例如,在电子产品领域,某些品牌的手机可能因为价格过高或者功能不足而逐渐失去市场份额。
3. 社会失效社会失效是指社会制度、组织或规范无法满足社会需求或者达到预期结果。
这可能是由于制度设计缺陷、执行不力、社会变迁等原因导致的。
例如,在一些国家,由于腐败问题严重,政府的公共服务无法有效提供,导致社会治理失效。
4. 环境失效环境失效指的是人类活动对自然环境造成的破坏和损害,导致生态系统崩溃、物种灭绝等问题。
这可能是由于资源过度开采、污染排放等原因引起的。
例如,全球气候变化加剧和生物多样性丧失就是环境失效的典型表现。
5. 沟通失效沟通失效是指信息传递过程中出现的问题导致信息无法准确传达或被误解。
这可能是由于语言障碍、信息传递渠道不畅或者信息不准确等原因引起的。
例如,在跨文化交流中,由于语言和文化差异,容易产生沟通失效。
6. 教育失效教育失效指的是教育系统无法有效地培养学生的能力和素质,或者教育内容与社会需求脱节。
这可能是由于教学方法不当、课程设置不合理等原因导致的。
例如,在一些国家,教育系统过于重视应试能力,忽视了学生的创造力和实践能力,导致教育失效。
7. 政治失效政治失效是指政治制度或者政府无法有效地管理社会事务、维护社会秩序或者解决社会问题。
起重机械机械失效模式和常见失效形式
![起重机械机械失效模式和常见失效形式](https://img.taocdn.com/s3/m/2da3898adaef5ef7ba0d3c6f.png)
起重机械机械失效模式和常见失效形式
•1)变形失效
机件在正常工作过程中由于变形过大导致失效。
•——弹性变形失效
•——塑性变形失效
外加应力超过零件材料屈服极限时发生明显的塑性变形(永久变形)。
——塑形变形失效
•起重机械金属构件(如主梁等)的塑形变形达到一定程度时,将发生失稳现象,承载能力降低,影响其他部件的正常工作。
——弹性变形失效
•当应力和温度引起的零件可恢复的弹性变形大到足以妨碍装备正常发挥预定的功能时,就出现了弹性变形失效。
•静刚度过大
(2)断裂失效
•起重机械由大量零部件和结构件组成,断裂是起重机械失效的基本模式之一。
常见韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂等三种失效形式。
韧性断裂脆性断裂疲劳断裂
(3)表面损伤失效
•起重机械一般要实现多个运动,由多个机构组成,使用了大量的齿轮、轴承、车轮、轨道、吊钩、卷筒、滑轮以及钢丝绳等易损件。
磨损失效是起重机械使用中常见的失效模式,具体分为粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损(冲刷磨损)等五种失效形式.
•
•
•
引起零件早期失效的原因是很多的,主要有以下几方面:
1、设计与选材上的问题;
2、加工、热处理或材质上的问题;
3、装配上的问题;
4、使用、操作和维护不当的问题。
材料力学中失效的形式
![材料力学中失效的形式](https://img.taocdn.com/s3/m/51608e8459f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e9249c.png)
材料力学中失效的形式主要有三种,分别是:
屈服失效:当材料受到超出其承受能力的应力作用时,会发生塑性变形,导致无法继续承载或保持原有的形状和尺寸。
例如,一根钢筋在受到过大的压力时,会发生塑性变形,从而使其无法再作为结构材料使用。
断裂失效:材料在受到应力作用时,由于材料的力学性能不足或者存在缺陷(如裂纹、夹杂物等),可能会导致材料在应力作用下发生突然的断裂,从而失去承载能力。
例如,一根钢梁在受到过大的集中力作用时,可能会在应力集中部位发生断裂。
疲劳失效:材料在受到交变应力作用时,由于材料的疲劳强度不足或者存在疲劳裂纹,可能会导致材料在循环应力作用下发生疲劳断裂。
这种失效需要经过一段时间的应力循环之后才会发生。
请注意,具体的失效形式可能因材料的种类、环境条件和受力情况等因素而有所不同。
失效和失效形式的分类
![失效和失效形式的分类](https://img.taocdn.com/s3/m/da36028fdd3383c4bb4cd273.png)
第1章失效和失效形式的分类1第1章 失效和失效形式的分类机械构件或机械制品在实际使用过程中,由于载荷、温度、介质等力学及环境因素的作用,以磨损、腐蚀、断裂、变形等方式失效,这给国民经济带来极大的损失,严重的失效事故甚至会造成人身伤亡。
失效分析的目的是确定失效性质,查找失效原因,提出预防监控以及设计改进意见,避免和防止类似失效的重复发生。
失效分析工作对材料的正确选择和使用,促进新材料、新工艺、新技术和新结构的发展,对产品设计、制造技术的改进,对材料及零件质量检查、验收标准的制定,改进设备的操作与维护,以及促进设备监控技术的发展等方面具有重要作用。
1.1 失效的定义机械产品的零件或部件处于下列3种状态之一时,就可定义为失效:① 当它完全不能工作时;② 仍然可以工作,但已不能令人满意地实现预期的功能时;③ 受到严重损伤不能可靠而安全地继续使用,必须立即从产品或装备上拆下来进行修理或更换时。
机械产品及零部件常见的失效类型包括变形失效、损伤失效和断裂失效三大类。
机械产品及零部件的失效是一个由损伤、萌生、扩展(积累)直至破坏的发展过程。
不同失效类型其发展过程不同,过程的各个阶段的发展速度也不相同。
按照机械产品使用的过程,可将失效分为3类。
1.早期失效在使用初期,由于设计和制造上的缺陷而诱发的失效,称为早期失效。
因为使用初期,容易暴露上述缺陷而导致失效,因此失效率往往较高,但随着使用时间的延长,其失效率则很快下降。
假若在产品出厂前即进行旨在剔除这类缺陷的过程,则在产品正式使用时,便可使失效率大体保持恒定值。
2.随机失效在理想的情况下,产品或装备发生损伤或老化之前,应是无“失效”的。
但是由于环境的偶然变化、操作时的人为差错或者由于管理不善,仍可能产生随机失效或称偶然2 材料成型缺陷及失效分析失效。
偶然失效率是随机分布的,其值很低而且基本上是恒定的。
这一时期是产品的最佳工作时间。
3.耗损失效经过随机失效期后,产品中的零部件已到了寿命后期,于是失效开始急剧增加,这种失效叫作耗损失效或损伤累积失效。
链传动的四种失效形式
![链传动的四种失效形式](https://img.taocdn.com/s3/m/0a98c47a2f3f5727a5e9856a561252d380eb20b4.png)
链传动的四种失效形式
链传动是一种常见的机械传动方式,由于其具有结构简单、承载能力强等优点,被广泛应用于机械设备中。
然而,在使用链传动时,可能会出现一些失效形式,影响其正常工作。
本文将介绍链传动的四种失效形式。
一、疲劳失效
疲劳失效是链传动中最常见的失效形式之一。
由于链条在工作过程中反复受到拉伸和压缩的作用,导致其材料发生变形和损伤。
当链条受到较大的冲击力或负载时,容易出现裂纹和断裂等问题。
二、磨损失效
磨损失效是指链条表面因长时间摩擦而逐渐磨损掉材料,导致其尺寸减小、松动或变形等问题。
这种失效形式通常发生在链条与齿轮、齿条等部件接触处,特别是在高速运转条件下更容易发生。
三、腐蚀失效
腐蚀失效是指由于环境因素(如水分、氧气等)或化学物质(如酸碱
溶液等)的作用,导致链条表面或内部产生腐蚀现象。
这种失效形式容易发生在潮湿、腐蚀性较强的环境中,如海洋、化工厂等场所。
四、过载失效
过载失效是指链条在承受超过其承载能力的负荷时,出现变形、断裂等问题。
这种失效形式通常发生在机器启动或停止时,或者由于使用不当造成负载突然增加时。
结语
以上是链传动的四种常见失效形式。
为了避免这些问题的发生,我们应该注意以下几点:
1.选择合适的链条型号和材料;
2.定期检查和维护链传动系统;
3.避免超载运行;
4.保持环境干燥、清洁。
《机械设计原理》零件失效与失效类型
![《机械设计原理》零件失效与失效类型](https://img.taocdn.com/s3/m/e4fb458167ec102de3bd895e.png)
1) 干摩擦
干摩擦是指表面间无任何润滑剂或保护膜而直接接触的纯净材
料表面间的摩擦。
工程实际中并不存在干摩擦。通常是将未经人为润滑的摩擦状态 当作干摩擦处理。干摩擦时摩擦阻力很大,磨损严重,应避免。
干摩擦时金属间的摩擦系数 f ≈ 0.3 ~ 1.5。
2) 边界摩擦
边界摩擦是指摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开,其摩擦性 质取决于边界膜和表面的吸附性能。
失效不仅会给人们带来巨大的直接 经济损失、同时也会造成惊人的间接 经济损失。所谓间接经济损失,主要 包括:
❖ (1)由于失效迫使企业停产或减产所造成 的损失(云天化的甲醛预热器开裂,损失 近亿元);
❖ (2)引起其他企业停产或减产的损失;
❖ (3)影响企业的信誉和市场竞争能力所造 成的损失。
零件失效的模式及其失效机理
失效导致严重事故:
据美国1982年统计,因机械零件 断裂、腐蚀和磨损失效,每年造 成的经济损失达3400亿美元,其 中断裂失效造成的损失约为1190
亿美元(占1/3)。
1980年3月27日,北海的石 油钻探船Alexander Kielland号, 由于连接五条立柱的水平横梁发 生腐蚀疲劳断裂而完全倾覆,损
采取润滑是控制摩擦、减少磨损的最有效方法。
此外,在有些场合则需增大摩擦,但同时仍应减小磨损。 关于摩擦、磨损与润滑的学科构成了摩擦学(Tribology)这一新 兴学科。
1. 摩擦的分类
内摩擦:在物质的内部发生的阻碍分子之间相对运动的现象。 外摩擦:在相对运动的物体表面间发生的相互阻碍作用现象。 静摩擦:仅有相对运动趋势时的摩擦。 动摩擦:在相对运动进行中的摩擦。 滑动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滑动。 滚动摩擦:物体表面间的运动形式是相对滚动。 根据摩擦面间摩擦状态的不同,滑动摩擦可分为 4 种状态:
钻具常见失效形式
![钻具常见失效形式](https://img.taocdn.com/s3/m/f4cb8c0ce418964bcf84b9d528ea81c758f52e3a.png)
钻具常见失效形式
钻具是油田开发中必不可少的工具,它直接影响到油田的开发效率和成本。
在使用过
程中,钻具也会面临各种失效形式,这些失效形式对钻井作业造成了不小的影响。
本文将
对钻具常见的失效形式进行分析和总结,以便钻井作业人员更好地了解钻具的性能和使用
要求,从而提高钻井作业的效率和安全。
一、磨损失效
磨损是钻具常见的失效形式之一,主要是由于钻具长时间的使用和磨削作业导致的表
面磨损。
磨损失效会导致钻具的尺寸减小、表面粗糙度增加和加工精度下降,进而降低了
钻具的使用寿命和性能。
磨损失效的主要原因包括材料的选择不当、工艺不合理和使用条
件恶劣等因素。
在钻井作业中,钻具的磨损失效会导致井下作业的停滞和生产效率的下降,因此必须采取相应的措施来延缓钻具的磨损速度,比如采用高强度的材料和表面涂层技术,以提高钻具的抗磨损能力。
七、其它失效形式
除了上述几种常见的失效形式之外,钻具还可能出现其它形式的失效,比如过磨、裂缝、松动等。
这些失效形式都会严重影响钻具的使用效率和安全性,因此在钻具的设计、
制造和使用过程中,必须充分考虑并严格控制这些失效形式的产生,以提高钻井作业的效
率和安全。
钻具常见的失效形式包括磨损、断裂、腐蚀、塑性变形、疲劳、磨损、腐蚀和疲劳共
同作用以及其它形式的失效。
这些失效形式对钻具的使用效率和安全性都会产生不同程度
的影响,因此在钻井作业中,必须采取相应的措施来降低这些失效形式的产生,以提高钻
具的使用寿命和性能。
希望本文能够对广大钻井作业人员有所帮助,从而更好地应对钻具
的失效问题,提高钻井作业的效率和安全。
热处理失效形式范文
![热处理失效形式范文](https://img.taocdn.com/s3/m/e1b4cff21b37f111f18583d049649b6649d70975.png)
热处理失效形式范文热处理是指对金属材料进行加热处理以改变其组织结构和性能的方法。
热处理通过控制材料的加热、保温和冷却过程来改变其晶粒大小、相态、组织结构和力学性能等,从而达到优化材料性能的目的。
然而,热处理也可能会出现失效的情况,本文将对热处理失效的形式进行探讨。
1.过热失效过热失效是指材料在加热过程中超过了其熔点或相变温度而发生失效。
过热失效会导致材料的晶体结构破坏,晶界迁移,晶粒长大,甚至发生烧结等现象。
过热失效会导致材料的力学性能下降,甚至出现明显的开裂、脆断等失效形式。
2.过冷失效过冷失效是指材料在保温和冷却过程中温度过低而引起的失效。
过冷失效主要表现在材料的晶格结构改变和相变的异常现象上。
过冷失效会导致材料的相变温度降低,相变形式改变,晶粒细化,晶界偏析等问题,从而使材料的力学性能受到影响。
3.晶粒长大失效晶粒长大失效是指材料在热处理过程中因晶粒的长大而导致失效。
晶粒长大失效会引起材料的晶体结构破坏,导致材料的力学性能下降,特别是塑性和韧性下降。
晶粒长大失效是由于加热过程中晶界迁移和晶界消除所引起的,这些过程是熵驱动的,晶界的迁移速度随温度的升高而加快,导致晶粒的生长。
4.相变失效相变失效是指材料在热处理过程中发生的相变过程引起的失效。
相变失效可以表现为材料的组织结构破坏、物理性能和力学性能的改变等。
相变失效主要包括共析相变失效、均匀相变失效和非均匀相变失效等。
5.冷处理失效冷处理失效是指材料在冷处理过程中因冷却速度过快而引起的失效。
冷处理失效的主要表现是材料的组织结构和力学性能的异常改变,如组织疏松、晶粒细化、残余应力增加、硬化层脱落等。
冷处理失效主要是因为冷却速度过快导致材料的组织结构无法完全恢复正常或达不到预期的效果。
总之,热处理失效是指材料在热处理过程中由于过热、过冷、晶粒长大、相变和冷处理等因素的影响而引起的失效。
热处理失效会导致材料的组织结构破坏和力学性能的异常改变,从而降低材料的使用性能。
金属件的失效形式探究
![金属件的失效形式探究](https://img.taocdn.com/s3/m/a8662d7db207e87101f69e3143323968011cf4d1.png)
金属件的失效形式探究1. 疲劳失效:金属在循环加载作用下会逐渐出现疲劳裂纹,导致零件失效。
常见的疲劳失效形式有疲劳断裂、疲劳弯曲、疲劳磨损等。
2. 塑性变形失效:当金属受到较大的力或冲击时,会发生塑性变形,导致零件失去原有的形状和功能。
常见的塑性变形失效形式有塑性弯曲、塑性变形、塑性流动等。
3. 腐蚀失效:金属在潮湿环境中容易发生腐蚀,进而导致零件的表面产生疏松、氧化等现象,甚至腐蚀穿孔导致整个零件失效。
4. 熔化失效:金属在高温条件下容易熔化,导致零件失去结构和功能。
常见的熔化失效形式有熔化断裂、熔化扭曲等。
5. 渗透失效:由于材质的不均匀性或者制造工艺不当,会导致金属件内部产生裂纹或孔洞,从而影响其力学性能和使用寿命。
6. 强度不足失效:当零件设计或制造过程中强度不足时,会导致金属件在受力时发生形变、变形或破裂,进而造成失效。
7. 焊接失效:金属件在焊接过程中可能会出现焊接不良、焊缝裂纹、焊接变形等问题,进而导致零件的焊接失效。
在实际应用中,为了避免金属件的失效,可以采取以下措施:1. 合理设计:在设计金属件时,应充分考虑受力情况、工作环境等因素,合理确定材质、尺寸和结构,以提高零件的强度和可靠性。
2. 优化制造工艺:在金属件的制造过程中,应严格控制工艺参数,避免产生质量缺陷,提高零件的品质。
3. 加强表面防护:采用适当的表面处理方法,如涂覆防腐剂、镀层等,以增强金属件的抗腐蚀能力。
4. 定期检验和维护:对金属件进行定期检验,及时发现问题并采取维修或更换措施,以保证零件的正常工作和使用寿命。
总之,了解金属件失效的形式和原因,对于提高金属件的可靠性和使用寿命具有重要意义,可以指导设计、制造和使用过程中的科学决策。
七种失效形式的探讨
![七种失效形式的探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/24bfefea370cba1aa8114431b90d6c85ed3a885f.png)
七种失效形式的探讨题目:七种失效形式的探讨简介:失效(Failure)是我们在生活和工作中都无法避免的一部分。
在本文中,我们将探讨七种常见的失效形式,并深入分析它们的原因、影响以及如何应对。
通过对这些失效形式的深入了解,我们可以更好地应对挑战,取得成功。
目录:1. 引言2. 失效形式一:缺乏明确的目标3. 失效形式二:不合理的规划和时间管理4. 失效形式三:沟通不畅5. 失效形式四:缺乏团队合作与协作6. 失效形式五:技术问题与不当工具使用7. 失效形式六:决策失误8. 失效形式七:缺乏自我管理与动力9. 总结与回顾性的内容10. 结论正文:1. 引言失效是我们在生活中经常遇到的问题,无论是在工作还是在个人生活中。
这些失效形式往往是由一系列原因和因素造成的,而我们需要掌握这些失效形式的本质,以便能够更好地应对它们,并取得成功。
本文将深入探讨七种常见的失效形式,并分析它们的原因、影响以及解决方法。
2. 失效形式一:缺乏明确的目标缺乏明确的目标是造成失效的常见原因之一。
当我们没有清晰的目标时,我们会感到迷茫和无所适从。
缺乏目标会导致工作的无效性和低效率。
解决这个问题的方法包括确定明确的目标、制定可行的计划以及建立有效的目标追踪系统。
3. 失效形式二:不合理的规划和时间管理不合理的规划和时间管理是导致失效的另一个重要因素。
当我们没有合理安排时间,没有正确规划工作流程时,我们容易陷入混乱和拖延。
解决这个问题的方法包括使用有效的时间管理工具和技巧,尽量避免拖延,以及合理安排工作的优先级。
4. 失效形式三:沟通不畅沟通不畅常常会导致误解、冲突和无效的合作。
当我们无法清晰地表达自己的想法和需求,或无法有效地听取他人的观点和意见时,沟通失效就会发生。
要解决这个问题,我们需要建立良好的沟通技巧,包括提高表达能力、倾听他人、使用合适的沟通工具等。
5. 失效形式四:缺乏团队合作与协作缺乏团队合作与协作是导致失效的另一个重要原因。
第三章金属构件常见失效形式及其
![第三章金属构件常见失效形式及其](https://img.taocdn.com/s3/m/e08d2d8288eb172ded630b1c59eef8c75fbf95bc.png)
第三章金属构件常见失效形式及其金属构件在使用过程中常常会发生各种失效,导致工件不能正常工作或失去使用价值。
常见的金属构件失效形式包括疲劳失效、蠕变失效、腐蚀失效、磨损失效和断裂失效等。
下面将对这些失效形式进行详细介绍。
疲劳失效是金属构件在经过多次循环加载下,由于应力集中、存在缺陷或工作环境存在震动等因素造成的失效。
这种失效形式往往是逐渐积累的,表现为构件出现裂纹,并逐渐扩展至断裂。
疲劳失效可以发生在各种工件上,如弯曲构件、轴类构件等。
为了防止疲劳失效,可以通过增加构件的强度、改变工作环境或提高构件的表面光洁度来减少应力集中。
蠕变失效是金属在高温和持续加载下的失效,主要表现为构件的材料发生塑性变形,导致尺寸增大、变形失效或破坏。
蠕变失效常见于高温合金构件、锅炉管道等工作在高温环境下的设备。
为了防止蠕变失效,可以通过提高材料的抗蠕变能力、降低工作温度或减少加载应力等措施来防止。
腐蚀失效是金属在化学环境中和电化学作用的影响下逐渐腐蚀产生的失效。
腐蚀失效可以表现为构件的表面出现腐蚀坑、腐蚀皮膜等,导致金属的强度和刚度降低,最终导致构件失效。
腐蚀失效在大气中、水中、酸碱溶液中等多种环境下都会发生。
为了防止腐蚀失效,可以通过材料的表面处理、涂层保护、选择抗腐蚀材料等措施来减少腐蚀的发生。
磨损失效是金属构件在与其他构件摩擦和磨擦过程中逐渐损耗,最终导致表面的粗糙度增加、尺寸的减小和形状的改变。
磨损失效常见于轴承、齿轮、刀具等工作在高速、高负荷和高温环境下的设备。
为了防止磨损失效,可以通过润滑剂的使用、提高表面硬度、减少工作条件下的振动和冲击等措施来减少磨损。
断裂失效是金属构件在受到应力超限或存在明显缺陷的情况下,由于应力集中、承受能力不足等原因导致的突然破裂。
断裂失效常见于焊接接头、薄壁结构等,造成的后果往往是灾难性的。
为了防止断裂失效,可以通过增加构件的强度、改善焊接质量、增加材料的韧性等措施来提高构件的承载能力。
金属件的失效形式探究
![金属件的失效形式探究](https://img.taocdn.com/s3/m/a5bca83c591b6bd97f192279168884868762b8dd.png)
金属件的失效形式探究金属件的失效形式有很多种,常见的有疲劳失效、腐蚀失效、磨损失效、松动失效、断裂失效等。
下面分别进行探究:1、疲劳失效:当金属构件受到外力的反复循环作用时,在外力的作用下,材料内部原子结构发生变化,产生裂纹并逐渐扩展,最终导致构件失效。
疲劳失效是金属零件最常见的失效形式之一,特别是在机械振动和反复载荷下易发生。
2、腐蚀失效:金属构件在存在腐蚀介质的环境下,其表面会产生化学反应,导致金属壁厚减薄,最终导致零件失效。
腐蚀失效有许多形式,如氧化腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀等。
3、磨损失效:金属构件在运行过程中,由于受到摩擦和剪切等力的作用,使得材料表面发生不同程度的磨损,从而减少材料壁厚和尺寸,最终导致零件失效。
磨损失效分为表面磨损和体积磨损两种,表面磨损包括磨损、腐蚀磨损和磨粒石磨损,体积磨损包括疲劳磨损和金属疲劳。
4、松动失效:金属构件在运行过程中由于振动、冲击等荷载作用,或由于其他原因导致连接处的螺栓、销轴、齿轮等零件发生位移,出现松动等现象,从而导致零件失效。
松动失效是很常见的设备失效形式之一,是由于零件之间的连接松动导致对未来运行产生严重的后果。
5、断裂失效:当金属构件受到超载或者由于其他原因导致产生裂纹时,金属材料在裂纹处发生断裂,这种失效形式称为断裂失效。
断裂失效位置通常在应力集中处,包括冲击断裂、塑性断裂、脆性断裂等几种类型。
断裂失效发生后,易导致整个设备的失效。
综上所述,金属件的失效形式是多种多样的,每种形式都有着不同的失效机制和特点。
在实际应用中,对不同失效形式进行预防和控制是保持机器设备长寿命和安全运行的必要手段。
常见模具失效形式及机理赏析
![常见模具失效形式及机理赏析](https://img.taocdn.com/s3/m/db552dcd650e52ea551898ec.png)
磨损剥落
裂纹源扩展到表面或 与纵向裂纹相交
某些组织不均匀处由于 应力集中产生裂纹源
常见模具失效形式及机理赏析
▪ 影响疲劳磨损的因素
●材质 ●硬度 ●表面粗糙度
在无外加机械应力的条件下,由于外部温度的涨落使零件内部产 生循环应变,由此导致的裂纹和断裂叫做热疲劳失效。在热疲劳条 件下,有两种方式可使零件产生循环应变:
工件与模具表面相对运动时,由于表面凹凸不平,粘着的节点 发生剪切断裂,使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象。
▪ 粘着磨损机理示意图
常见模具失效形式及机理赏析
▪ 粘着磨损分类
程磨 度损
严 重
轻微粘着磨损(氧化磨损)
严重粘着磨损
涂抹 擦伤
▪ 影响粘着磨损的因素
撕脱
●表面压力
咬死
●材料性质 ●材料硬度
▪ 冲蚀磨损机理
●强烈撞击造成局部材料断裂 ●速度不高的反复撞击产生疲劳裂纹,形成麻点和凹坑
常见模具失效形式及机理赏析
(五) 腐蚀磨损
▪ 什么叫腐蚀磨损?
在摩擦过程中,模具表面与周围介质发生化学或电化学反应, 再加上摩擦力机械作用,引起表层材料脱落的现象。
▪ 腐蚀磨损机理
模具表面与周围介质发生化学或电化学反应
按失效的形式及失效机理分类
过量弹性变形失效 过量变形失效 过量塑性变形失效,模具的塑性变形
蠕变超限
失
韧性断裂 蠕变断裂
效 断裂失效 脆性断裂 应力腐蚀断裂
模具局部 疲劳断裂
断裂示意 图
表面磨损失效
表面损伤失效 表面腐蚀失效
接触疲劳失效
常见模具失效形式生产中使用的模具种类繁多,工作状态差 别很大,失效的形式及机理各不相同。
失效的七种形式
![失效的七种形式](https://img.taocdn.com/s3/m/590b5fdde109581b6bd97f19227916888486b9d5.png)
失效的七种形式失效的七种形式随着人们对于生活品质的要求越来越高,各种消费品的需求也日益增长。
然而,消费品在使用过程中可能会出现各种问题,其中之一就是失效。
失效是指产品或服务未能达到预期的性能或效果,导致无法继续使用或需要更换。
本文将介绍七种常见的失效形式,并探讨其原因和解决方法。
第一种:机械失效机械失效是指产品内部机械部件损坏或磨损导致无法正常运转。
这种失效通常与产品质量有关,如材料选择、加工工艺等方面存在问题。
此外,过度使用、不当维护等因素也可能导致机械失效。
解决方法:提高产品质量、加强生产过程控制、合理使用和维护产品。
第二种:电气失效电气失效是指电子元器件故障导致设备无法正常工作。
这种失效通常与元器件的选型、设计和制造有关,如焊接不良、元器件老化等因素都可能导致电气失效。
解决方法:提高元器件质量、严格控制生产过程、加强设备维护。
第三种:化学失效化学失效是指产品内部化学反应导致性能下降或无法正常使用。
这种失效通常与材料的选择和使用有关,如不当储存、使用不当等因素都可能导致化学失效。
解决方法:提高材料质量、严格控制生产过程、合理储存和使用产品。
第四种:热失效热失效是指产品在高温或低温环境下性能下降或无法正常使用。
这种失效通常与材料的选择和设计有关,如材料的耐高温性能不足、设计不合理等因素都可能导致热失效。
解决方法:提高材料质量、优化产品设计、加强产品测试和验证。
第五种:光学失效光学失效是指光电元器件故障导致设备无法正常工作。
这种失效通常与元器件的选型、设计和制造有关,如焊接不良、元器件老化等因素都可能导致光学失效。
解决方法:提高元器件质量、严格控制生产过程、加强设备维护。
第六种:环境失效环境失效是指产品在特定环境下性能下降或无法正常使用。
这种失效通常与产品设计和材料选择有关,如在高海拔、高湿度、低气压等环境下使用产品可能会导致环境失效。
解决方法:优化产品设计、提高材料质量、加强产品测试和验证。
第七种:人为失效人为失效是指消费者或用户不当使用或维护导致产品无法正常工作。
机械零件失效形式及诊断
![机械零件失效形式及诊断](https://img.taocdn.com/s3/m/50fbe6586f1aff00bfd51e69.png)
主要内容
1、失效形式分类及诊断 2、机械零件失效原因概述
2.1 失效分类及诊断
(1)失效形式:失效的表现形式,也可称为失效的 类型,失效模式。
外部表现与内在本质的联系是失效分析的基础。 而多因素本质产生的众多表现是分类的前提。
外部 表现
决定 反映
Байду номын сангаас
内在 本质
失
物理作用
效
设计时工作条件考虑不周(如过载或者冲击、 动载荷)。
案例1:容器碟形封头的设计,按国家标准GB 150规定的强度公式进行强度尺寸计算,原要求 过渡区尺寸r/Di≥0.06%,运行中多次出现事 故,后修订为按r/Di≥0.10%进行结构设计, 则减少过渡区失效的发生。
案例2:某酒精厂蒸煮锅上封头采用a=80o的无 折边锥形封头,在0.5 MPa的工作压力下操作 发生爆炸引起事故。后国家标准修正规定无折 边锥形封头使用范围半锥角α≤30o。
案例3:某厂引进的大型再沸器,结构为卧式U 形管束换热器,由于管束上方汽液通道截面过 小,形成汽液流速过高,造成管束冲刷腐蚀失 效。
(二)材料缺陷以及材料选择不当与零件失效 1、材料冶炼过程质量缺陷 夹杂物、气孔、疏松、白点、残余缩孔、成分偏 析 2、构件轧制过程中的缺陷 表面粗糙、产生划痕折叠
3、锻造工艺中的缺陷:过热、裂纹
Sn、Zn-钢、Pb-钢、K-不锈 金属腐蚀、合金中的Ni、Cr元素
钢
在液体Pb中选择性溶解
中子辐射,紫外线照射
造成材料脆化,造成高分子材料 老化
磨料:矿石、煤、岩石(润 磨粒磨损,腐蚀磨损综合作用 滑剂)、泥浆、水溶液
案例:某工厂生产的继电器,春天放进仓库贮 存,到秋天就发现大批继电器的弹簧片发生沿 晶界断裂,经失效分析,判定是氨引起的应力 腐蚀开裂。但仓库里从来没有存放过能释放氨 气的化学物质。
焊接结构的失效形式
![焊接结构的失效形式](https://img.taocdn.com/s3/m/423126fef705cc17552709e4.png)
焊接结构的失效形式焊接结构的失效形式有:脆性失效、塑性失效、疲劳失效、应力腐蚀失效等。
下面就常见的几种失效的特征及断口特点作具体分析。
一脆性失效:1 脆性失效的特征:脆性断裂是焊接结构的一种最为严重的断裂失效。
通过脆性断裂失效都在实际应力低于结构设计应力下发生,断裂时无显著的塑性变形,具有突发破坏的性质,往往造成重大损失。
脆性断裂在工程结构中是一种非常危险的破坏形式。
其特点是裂纹扩展迅速,能量消耗远小于韧性断裂,而且很少发现可见的塑性变形,断裂之前没有明显的征兆,而是突然发生。
脆性断裂断口表面发亮,呈颗粒状,属于平直类型,是在平面应变状态下发生的。
同时,脆性断裂是在低应力条件下发生的,因而这种断裂往往带来恶性事故和巨大损失。
2 脆性断裂断口的宏观分析:脆性断裂断口在宏观上有小刻面和放射状或人字花样两种形式。
脆性断口穿晶结晶面为解理面,在宏观上呈无规则取向。
将脆性断口在强光下转动时,可见到闪闪发光的特征。
一般称这些表面发亮呈颗粒状的小平面为“小刻面”.即解理断口是由许多“小刻面”组成的。
因此,根据这个宏观形貌很容易判别解理断口;放射状或人字花样是脆性断口的另一个宏观形貌特征。
人字花样指向裂纹源,其反向即倒人字为裂纹扩展方向。
因此,可以根据人字花样的取向,很容易地判断裂纹扩展方向及裂纹源的位置。
另外,放射状花样的收敛处为裂纹源,其放射方向均为裂纹的扩展方向。
二塑性失效:1 塑性失效的特征:塑性断裂的特点是金属断裂时伴随有明显的塑性变形并消耗大量能量。
由于塑性断裂是在大量塑性变形后发生的,结构断裂后在受力方向上会留下较大的残余变形,在断口附近有肉眼可见的挠曲、变粗、缩颈等。
塑性变形常使容器直径增加和壁厚减薄。
在大多数材料中,拉伸塑性断口呈灰色纤维状,宏观上分为平直面和剪切面。
2垫性断裂断口的宏观分析:由于显微空洞的形成、长大和聚集,最后形成锯齿形纤维状断口。
这种断裂形式多属穿晶断裂,因此断口没有闪烁的金属光泽而是呈暗灰色。
化工机械的失效形式
![化工机械的失效形式](https://img.taocdn.com/s3/m/c7720692c0c708a1284ac850ad02de80d4d80608.png)
化工机械的失效形式一、机械失效:1.磨损:包括磨粒磨损、磨料磨损和润滑剂磨损等,常见的磨损形式有磨粒磨损、磨料磨损和润滑剂磨损等。
2.疲劳:主要是由于机械的重复加载和应力集中引起的机械元件的疲劳破坏,常见的疲劳破坏形式有疲劳裂纹和疲劳断裂等。
3.塑性变形:机械在长时间使用中可能会出现塑性变形,如变形变形、蠕变和应力松弛等。
4.腐蚀:机械部件在强酸、强碱等腐蚀介质下可能发生腐蚀,导致机械的失效。
5.腐蚀疲劳:一些介质中的腐蚀作用与疲劳作用相结合,导致机械元件的腐蚀疲劳破坏。
6.断裂:机械部件在受到过大的外力作用时,可能发生断裂失效,如撞击断裂、弯曲断裂和剪切断裂等。
7.焊接失效:机械部件的焊接接头可能由于焊接缺陷、质量不合格等原因导致焊接失效,包括焊接断裂、腐蚀裂纹和金属疲劳等。
二、化学失效:1.化学腐蚀:机械部件在强酸、强碱等腐蚀介质中可能发生化学腐蚀失效,导致元件表面产生腐蚀坑和腐蚀开裂等。
2.氧化腐蚀:机械部件在高温和氧化性气氛中发生氧化反应,形成氧化层,降低材料的强度和功能,导致机械的失效。
3.高温腐蚀:在高温环境中,机械部件可能会发生高温腐蚀,如高温氧化、高温热腐蚀和金属高温腐蚀等。
4.侵蚀:化工介质中存在一些对机械材料具有侵蚀性的成分,导致机械元件的失效,如流体侵蚀和颗粒侵蚀等。
5.氢脆:一些环境中的氢气可能渗入机械材料内部,引起氢化物形成,导致脆性断裂和失效。
6.电化学腐蚀:机械部件在电解液中可能发生电化学反应,导致腐蚀失效,包括金属离子的溶解和沉积等。
总结来说,化工机械的失效形式可归纳为机械失效和化学失效两大类。
机械失效包括磨损、疲劳、塑性变形、腐蚀、腐蚀疲劳、断裂和焊接失效等;化学失效包括化学腐蚀、氧化腐蚀、高温腐蚀、侵蚀、氢脆和电化学腐蚀等。
了解这些失效形式,可以进行相应的监测和预防措施,延长机械的使用寿命,提高工作效率和安全性。
机械零件的失效形式有哪些?
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机械设备中各种零件或构件都具有一定的功能,如传递运动、力或能量,实现规定的动作,保持一定的几何形状等等。
当机件在载荷(包括机械载荷、热载荷、腐蚀及综合载荷等)作用下丧失最初规定的功能时,即称为失效。
一个机件处于下列三种状态之一就认为是失效,这三个条件可以作为机件失效与否的判断原则:1.完全不能工作。
2.不能按确定的规范完成规定功能。
3.不能可靠和安全地继续使用。
机械零件失效的基本形式一般机械零件的失效形式是按失效件的外部形态特征来分类的,大体包括:磨损失效、断裂失效、腐蚀失效和畸变失效。
在生产实践中,最主要的失效形式是零件工作表面的磨损失效,而最危险的失效形式是瞬间出现裂纹和破断,统称为断裂失效。
1.零件的磨损失效摩擦与磨损是自然界的一种普遍现象。
当零件之间或零件与其他物质之间相互接触,并产生相对运动时,就称为摩擦。
零件的摩擦表面上出现材料耗损的现象称为零件的磨损。
材料磨损包括两个方面:一是材料组织结构的损坏,二是尺寸、形状及表面质量(粗糙度)的变化。
如果零件的磨损超过了某一限度,就会丧失其规定的功能,引起设备性能下降或不能工作,这种情形即称为磨损失效。
根据摩擦学理论,零件磨损按其性质可以分为磨料磨损、粘着磨损、微动磨损、冲蚀磨损和腐蚀磨损。
①磨料磨损:零件表面与磨料相互摩擦,而引起表层材料损失的现象称为磨料磨损或磨粒磨损。
磨料也包括对零件表面上硬的微凸体。
在磨损失效中,磨料磨损失效是最常见、危害最为严重的一种。
②粘着磨损:粘着磨损是指两个作相对滑动的表面,在局部发生相互焊合,使一个表面的材料转移到另一个表面所引起的磨损。
③疲劳磨损:当摩擦副两接触表面做相对滚动或滑动时,周期性的载荷使接触区受到很大的交变接触应力,使金属表层产生疲劳裂纹并不断扩展、引起表层材料脱落,造成点蚀和剥落,这一现象称为表面疲劳磨损。
④微动磨损:微动磨损是两固定接触面上出现相对小幅振动而造成的表面损伤,主要发生在宏观相对静止的零件结合面上。
材料的失效模式
![材料的失效模式](https://img.taocdn.com/s3/m/515782b3951ea76e58fafab069dc5022aaea46a8.png)
材料的失效模式材料的失效模式是指在特定的使用条件下,材料会出现各种不同的失效形式。
这些失效形式可能会导致材料性能下降甚至完全失效,因此对于材料的失效模式进行深入的研究和分析是非常重要的。
在工程实践中,对材料的失效模式有着深入的了解,可以帮助工程师们选择合适的材料,并且设计出更加可靠和安全的产品。
首先,我们来看一下材料的失效模式有哪些。
材料的失效模式可以分为几种常见的形式,比如疲劳失效、蠕变失效、腐蚀失效、断裂失效等。
疲劳失效是指材料在长期交变载荷作用下产生的裂纹和最终断裂的现象,这种失效形式在机械零件和结构中比较常见。
蠕变失效是指材料在高温和高应力条件下发生的塑性变形和最终断裂,这种失效形式在高温环境下的材料中比较常见。
腐蚀失效是指材料在腐蚀介质中发生的化学反应而导致的失效,这种失效形式在金属材料和合金中比较常见。
断裂失效是指材料在受到外部力作用下发生的破裂现象,这种失效形式在各种材料中都可能发生。
其次,我们需要了解每种失效模式的特点和影响因素。
对于不同的失效模式,其特点和影响因素也是不同的。
比如疲劳失效的特点是裂纹的形成和扩展,其影响因素包括载荷幅值、频率、材料的强度和韧性等。
蠕变失效的特点是材料的塑性变形和流动,其影响因素包括温度、应力、时间和材料的组织结构等。
腐蚀失效的特点是材料的表面腐蚀和金属离子的溶解,其影响因素包括介质的性质、温度、PH 值和材料的耐蚀性等。
断裂失效的特点是材料的破裂和断裂,其影响因素包括应力集中、裂纹的形态和材料的强度等。
最后,我们需要采取相应的措施来预防和延缓材料的失效。
针对不同的失效模式,我们可以采取一些相应的措施来预防和延缓材料的失效。
比如对于疲劳失效,我们可以通过改变设计形状、表面处理和材料选择来提高材料的抗疲劳性能;对于蠕变失效,我们可以通过降低温度、减小应力和改善材料的组织结构来延缓材料的蠕变失效;对于腐蚀失效,我们可以通过选择合适的材料、改变介质的性质和采取防腐措施来预防材料的腐蚀失效;对于断裂失效,我们可以通过消除应力集中、延缓裂纹扩展和提高材料的韧性来延缓材料的断裂失效。
化工机械的失效形式
![化工机械的失效形式](https://img.taocdn.com/s3/m/97b8271cac02de80d4d8d15abe23482fb5da026e.png)
化工机械的失效形式化工机械在长期使用过程中,由于受到多种因素的影响,可能会出现各种失效形式。
这些失效形式的出现,不仅会影响生产效率和产品质量,还可能对生产设备造成严重损坏,甚至导致事故发生。
因此,深入了解和研究化工机械的失效形式对于提高设备的可靠性、延长使用寿命具有重要意义。
疲劳失效是指在循环载荷下,材料或零部件在一定的应力条件下发生的破坏。
化工机械经常处于高温、高压、高速等恶劣工况下运行,使得零部件容易发生疲劳失效。
常见的疲劳失效形式包括疲劳裂纹、断裂、变形等。
为了避免疲劳失效,需要合理设计、选择卓越材料、控制应力和载荷、定期检修和保养等。
腐蚀失效是指化工介质对机械零部件表面产生化学反应,导致材料的失重、腐蚀、侵蚀或穿孔等。
化工机械通常会接触到各种腐蚀性介质,如酸、碱、盐等。
若材料的耐腐蚀性能不够,就会引起机械零部件的腐蚀失效。
为了防止腐蚀失效,可以选择耐腐蚀性好的材料、采取表面涂覆保护、加强清洗和维护等措施。
磨损失效是指机械零部件由于长期磨擦接触而导致材料的剥蚀、磨损或失形等。
化工机械工作条件恶劣,很容易产生磨损失效。
常见的磨损形式有磨擦磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。
为了减少磨损失效,可以采用润滑、降低工作负荷、改善工艺参数等方式来改善机械零部件的磨损情况。
4. 腐蚀磨损失效腐蚀磨损失效是腐蚀和磨损共同作用下引起的失效形式。
当机械零部件表面存在腐蚀性介质时,在磨擦作用下容易引起材料的磨损和失形,并加速材料的腐蚀。
这种失效形式会导致零部件的失重、尺寸变化、裂纹等。
为了减少腐蚀磨损失效,可以采用选用耐腐蚀材料、增加润滑缺陷的补偿、定期更换润滑油等方式。
5. 焊接失效焊接失效是指焊接接头在使用过程中发生的破坏现象。
化工机械在高温、高压等工况下,焊接接头容易出现焊缝裂纹、脆性断裂等失效形式。
为了避免焊接失效,需要合理选择和设计焊接工艺、采用优质的焊接材料、严格控制焊接质量等。
6. 疲劳腐蚀失效疲劳腐蚀失效是疲劳与腐蚀共同作用下的一种失效形式。
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第1章失效和失效形式的分类1第1章 失效和失效形式的分类机械构件或机械制品在实际使用过程中,由于载荷、温度、介质等力学及环境因素的作用,以磨损、腐蚀、断裂、变形等方式失效,这给国民经济带来极大的损失,严重的失效事故甚至会造成人身伤亡。
失效分析的目的是确定失效性质,查找失效原因,提出预防监控以及设计改进意见,避免和防止类似失效的重复发生。
失效分析工作对材料的正确选择和使用,促进新材料、新工艺、新技术和新结构的发展,对产品设计、制造技术的改进,对材料及零件质量检查、验收标准的制定,改进设备的操作与维护,以及促进设备监控技术的发展等方面具有重要作用。
1.1 失效的定义机械产品的零件或部件处于下列3种状态之一时,就可定义为失效:① 当它完全不能工作时;② 仍然可以工作,但已不能令人满意地实现预期的功能时;③ 受到严重损伤不能可靠而安全地继续使用,必须立即从产品或装备上拆下来进行修理或更换时。
机械产品及零部件常见的失效类型包括变形失效、损伤失效和断裂失效三大类。
机械产品及零部件的失效是一个由损伤、萌生、扩展(积累)直至破坏的发展过程。
不同失效类型其发展过程不同,过程的各个阶段的发展速度也不相同。
按照机械产品使用的过程,可将失效分为3类。
1.早期失效在使用初期,由于设计和制造上的缺陷而诱发的失效,称为早期失效。
因为使用初期,容易暴露上述缺陷而导致失效,因此失效率往往较高,但随着使用时间的延长,其失效率则很快下降。
假若在产品出厂前即进行旨在剔除这类缺陷的过程,则在产品正式使用时,便可使失效率大体保持恒定值。
2.随机失效在理想的情况下,产品或装备发生损伤或老化之前,应是无“失效”的。
但是由于环境的偶然变化、操作时的人为差错或者由于管理不善,仍可能产生随机失效或称偶然2 材料成型缺陷及失效分析失效。
偶然失效率是随机分布的,其值很低而且基本上是恒定的。
这一时期是产品的最佳工作时间。
3.耗损失效经过随机失效期后,产品中的零部件已到了寿命后期,于是失效开始急剧增加,这种失效叫作耗损失效或损伤累积失效。
如果在进入耗损失效期之前进行必要的预防维修,它的失效率仍可保持在随机失效率附近,从而延长产品的随机失效期。
1.2 失效分析的思路失效分析思路是指以失效规律为理论依据,通过对调查、观察、试验获得的产品失效信息分别加以考察,然后有机结合起来作为一个整体综合考虑,以获取的客观事实为证据,全面应用逻辑推理方法,推断失效原因。
通过合理的失效分析思路判断失效机制,解释失效模式。
其主要依据是失效材料与结构的形貌特征、失效的应力状态、失效材料和结构的实际强度、失效环境因素以及其他相关因素。
近代材料科学和工程力学对断裂、腐蚀、磨损及其复合型的失效模式和失效机理作了深入系统的研究,积累了大量的统计资料,为失效模式的判断、失效机理及失效原因的解释奠定了实践基础、技术基础和理论基础。
失效分析思路是失效分析成败的关键之一,特别是在复杂的失效分析过程中失效分析思路显得尤为重要。
根据失效状况的不同,需要合理选择失效分析思路。
失效分析工作的难度是相当大的,不仅有各种学科高度综合的困难,还有非技术性的困难。
在一个复杂的环境体系中,正确提出一个科学的、完整的失效分析程序是非常有必要的。
失效分析从过程上来说似乎是从结果求原因的逆向过程,但由于失效结果和原因具有双重性,因此,失效分析可以从原因入手,也可以从结果入手,还可以从失效的某个过程入手。
因此,并不能把失效分析简单地看成是从结果求原因的逆向认识失效本质的过程。
值得指出的是,进行失效分析的步骤与顺序,应按具体的失效件和失效情况来决定。
失效分析及失效的防止好比医生治病,正确的诊断、配合对症下药才能将病治好,这是紧密联系的两个方面。
其基本思路是:(1)对具体服役条件下的零部件进行具体分析,从中找出主要的失效形式及主要失效抗力指标。
(2)运用金属学、材料强度学和断裂物理、断裂化学、断裂力学的研究成果,深入分析各种失效现象的本质,以及主要失效抗力指标与材料成分、组织、状态的关系,提出改进措施。
(3)根据“不同服役条件要求材料强度和塑性、韧性的合理配合”这一规律,分析研究失效零部件现行的选材、用材技术条件是否合理,是否受旧的传统学术观念束缚。
在失效分析中常遇到一些“合法而不合理”的技术条件规定,如果把它当成金科玉律,第1章失效和失效形式的分类3则会犯分析上的错误,对防止零部件失效不利。
(4)采用局部复合强化,克服零部件上的薄弱环节,争取达到材料的等强度设计。
(5)在进行失效分析和提出防止失效的措施时,还应做到几个结合:①设计、材料、工艺相结合,即对形状、尺寸、材料、成型加工和强化工艺统一考虑;②结构强度(力学计算、实验应力分析)与材料强度相结合,试棒试验与实际零部件台架模拟试验相结合;③宏观规律与微观机理相结合,宏观断口和微观断口分析相结合,宏观与显微、亚显微组织分析相结合;④试验室规律性试验研究与生产试验相结合。
1.3 失效分析技术失效分析是多学科交叉的产物,包括可靠性、材料、机械、力学、化学、摩擦磨损、腐蚀与防护甚至生物学等学科,同时失效分析又以基础科学和工程实践经验相结合为基础。
因此,失效分析技术不仅包含了痕迹分析、裂纹分析、断口分析、失效评估等直接的技术,还包含了物理、化学、力学、电子学等各种学科和技术领域中一些专门的测试技术,其中金相检验、成分分析、无损检测和常规的力学性能测试等实验检测及分析技术应用更为常见。
1.痕迹分析技术痕迹分析是失效分析中常用的一种分析方法和技术。
通过痕迹分析,不仅可对事故和失效的发生、发展过程做出判断,而且可为事故和失效分析结论提供可靠的佐证和依据。
2.裂纹分析技术裂纹是材料表面或内部完整性或连续性被破坏的一种现象,是断裂的前期,断裂则是裂纹发展的结果。
裂纹分析包括裂纹的无损检测、表面分析、光学金相分析及裂纹打开后的断口分析等内容。
3.断口分析技术断口是断裂失效中两断裂分离面的简称。
由于断口真实地记录了裂纹由萌生、扩展直至失稳断裂全过程的各种与断裂有关的信息,因此,断口上的各种断裂信息是断裂力学、断裂化学和断裂物理等诸多内外因素综合作用的结果,对断口进行定性和定量分析,可为断裂失效模式的确定提供有力依据,为断裂失效原因的诊断提供线索。
4 材料成型缺陷及失效分析显微组织和断口表面结构的特征在材料失效分析中起着突出的作用。
对此最普通的工具是光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(IEM),这些工具在特定情况下都有其优点,充分了解这些工具的特点,可以达到其优势互补的目的。
另外,还有一批工具和技术在失效分析中是很有用的,如X射线荧光分析、X射线衍射、二次离子质谱(SIMS)、X射线光电子能谱等都是材料失效分析中常用到的仪器。
与失效做斗争是人类重要的社会和科学活动之一,产品失效机理及其预防的研究是人类面临的许许多多的难题之一。
具有文字记载的失效分析发展史表明,失效分析这一难题仅用单一学科和简单还原论是难以解决的,要求我们采用更加整体化、多学科交叉整合的方法来加以解决。
可以这样认为,失效分析与预防就是一门复杂学科,失效分析与预防任重道远。
第2章 铸造缺陷及分析方法2.1 概 述随着我国国民经济的持续发展,铸件生产受到需求拉动,获得空前增长。
铸件是铸造所用原材料经过熔炼、浇注及后续热处理、加工等工序而成。
在这些加工过程中都可能造成某种缺陷,例如铸件中可能产生偏析或不希望有的组织、夹杂、缩孔、裂纹等缺陷。
铸件中的一些缺陷对铸件的工作性能或许不至于构成严重影响,但极有可能在使用中成为零件失效的原因。
广义铸件缺陷是指铸件质量特性没有达到分等标准,铸件生产厂质量管理差,产品质量得不到有效保证。
狭义的铸件缺陷是铸件上可检测出的,包括在GB/T 5611—1998铸造名词术语标准中的全部名目,有尺寸与质量超差、外观质量低、内部质量不健全、材质不符合验收技术条件等。
铸件上的某些缺陷,如气孔、夹渣、夹砂、裂纹、冷隔、渗漏等,如果超过有关标准、验收文件或订货协议中所允许的范围,可以按其规定进行修复。
经修复、检验,确认合格的铸件,不应列入废品。
分析铸件缺陷,不仅要依靠分析,还要合理选取反映客观事实的数据,用统计的方法对数据加以适当归纳整理,进行比较,找出铸件缺陷生成的原因,采取正确的措施,提高产品质量和寿命。
2.2 铸件质量检验铸造生产经造型、制芯、浇注等一系列过程,最终制成铸件,生产流程中虽设置了各种质量控制手段和各工序的中间检验环节,但铸件的最终检验,仍是不可缺少的重要环节,其目的是保证铸件质量符合交货验收条件。
铸件质量检验的依据是:铸件图样、铸造工艺文件、有关标准及铸件交货验收技术条件。
铸件质量主要包括两个方面:① 铸件外观质量,包括铸件尺寸公差、铸件表面粗糙度、铸件质量公差、浇冒口残留量、铸件焊补质量及铸件表面缺陷等;② 铸件内在质量,包括铸件的化学成分、力学性能、金相组织、内部缺陷,以及其他特殊的物理、化学性能等。
铸件质量检验结果分为 3 类:合格品、返修品和废品。
合格品是指外观和内在质量符合验收条件的铸件;返修品是指铸件外观和内在质量不完全符合验收条件,但经返修后能达到标准的铸件;废品是指外观和内在质量均不合格,不允许返修或返修后仍不能达到验收条件的铸件。
铸件质量检验主要包括外观质量、表面缺陷、内部缺陷、理化性能等方面。
检测是确定铸件能否达到设计要求的必要工序与手段。
检测通常分为下列几类:(1)表面缺陷检测:目测法、磁粉检测、渗透检测。
(2)内部缺陷检测:射线照相法、荧光显示法、超声波法。
(3)铸件某些性能的检测:铸铁石墨形状与结构的声波法,钢铁材料、非铁金属的组织硬度涡流法。
(4)压力检测法:检查铸件渗漏、组织致密程度。
2.3 铸件表面缺陷检测2.3.1 铸件表面缺陷的检验要求用肉眼或借助低倍放大镜及其他工具检查铸件表面宏观缺陷,可检验项目有气孔、缩孔、砂眼、夹渣、粘砂、夹砂结疤、裂纹、冷隔等。
目视极易发现的缺陷,这是最普通最常用的方法。
铸件表面缺陷检验要求:(1)任何铸件表面不许有裂纹、缩孔、缩松、夹渣等缺陷。
(2)非加工面缺陷应清理至与铸件表面平齐,不伤及铸件本体表面。
(3)加工面缺陷要能加工消除。
(4)定位面上的缺陷应去除干净,保持定位基准面光滑平整。
(5)铸件加工面、非加工面存在的缺陷应按图纸相应标准规定执行。
2.3.2 铸件表面缺陷的检验方法检验方法主要有:直观法、磁粉检测法、荧光探伤法、着色法、内窥镜观测法、浸渗法等。
1.直观法用目视或简单工具检查显示在铸件表面及皮下的缺陷。
2.磁粉探伤法原理是在强磁场中缺陷和铁磁材料基体的磁导率不同,在缺陷处产生漏磁场而吸附撒在材料表面的磁粉。
探伤方法是将待检验的铸件,放在电磁铁正负极之间,使磁力线通过铸件,并在铸件表面撒上细磁粉或浇上磁粉悬浮液,如铸件表层存在缺陷,会产生很大的磁阻,使磁力线在缺陷处穿出铸件表面再进入铸件,到达铸件的另一极,这就形成了漏磁场,缺陷附近的磁粉被漏磁场吸引,在缺陷处形成肉眼可见的磁粉堆积和定向现象,形成的图案与缺陷相似,并显示缺陷的位置。