零件失效分析.

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机械零件的失效分析

失效分析方法和技术
1
外部检查
通过外部观察和测量，我们可以找到外部因素对失效的影响。
2
内部检查
通过内部切割和断面观察，我们可以了解零件的内部结构和缺陷情况。
3
材料分析
使用材料分析技术，如金相显微镜、扫描电镜等，可以帮助我们研究材料性质和缺陷。
实例：钢件的疲劳失效分析
失效模式分析
通过分析钢件的疲劳失效形态，我们可以确定失效模式和机制。
老化特征
通过观察塑料件的颜色变化、表面开裂等现象，可以判断是否发生老化。
替代材料
通过寻找抗老化性能更好的材料，可以延长塑料件的使用寿命。
结论和总结
机械零件的失效分析是提高产品可靠性和寿命的重要工具。通过深入研究失效模式和原因，并采取相应的改进措施，我们可以更好地理解和应对机械零件失效问题。
通过了解失效原因，我们可以改进设计、材料和制造过程，提高机械零件的可靠性和寿命。
失效分析的基本原理
1 失效模式与机理
了解失效模式和机理可以帮助我们快速定位和识别失效的根本原因。
2 数据收集与分析
通过收集和分析失效数据，我们可以找到共同点和规律，帮助我们预测和预防将来的失效。
3 实验与测试
通过实验和测试，我们可以验证我们对失效原因和机制的假设，从而得到更可靠的结论。
断口分析
观察钢件的断口形态，可以帮助我们了Байду номын сангаас失效的根本原因。
金相分析
通过金相显微镜观察钢件的显微组织，可以揭示材料的缺陷和组织性质。
实例：塑料件的老化失效分析
老化机制
塑料件的老化失效通常由紫外线辐射、热氧化、水解等因素引起。
老化测试

金属零件失效分析

定期检查与维修缺失
未及时发现和修复金属零件的损伤，可能使其在使用过程中发生突然失效。
其他原因分析
材料缺陷
金属材料本身存在的缺陷，如夹杂物、偏析等，可能导致其在使用过程中发生失效。
外力损伤
金属零件在使用过程中受到外力损伤，如撞击、挤压等，可能导致其发生变形或断裂。
04
金属零件失效预防措施
研究展望
• 针对新型金属材料（如高强度轻质合金、非晶合金等）的失效问题，需要深入研究其失效机制和规律，建立更加完善的失效分析方法。
• 随着无损检测技术的发展，未来可以利用更加先进的检测手段（如超声检测、 X射线检测等）对金属零件进行早期预警和实时监测，提高失效预测的准确性和及时性。
• 在失效分析过程中，应加强计算机模拟技术的应用，通过建立数值模型和仿真分析，对金属零件的失效过程进行模拟和预测，为实际应用提供更加可靠的依据。
目的和意义
通过对金属零件失效的分析，可以找出失效原因，预防类似失效的再次发生，提高机械装备的可靠性和安全性。
同时，失效分析还可以为新材料的开发和现有材料的改进提供理论依据和实践指导，促进材料科学的发展。
02
金属零件失效类型
断裂失效
总结词
断裂失效是金属零件最常见的失效形式之一，表现为零件在应力作用下发生的断裂现象。
磨损和腐蚀失效分析涉及对金属零件表面形貌、成分、硬度等方面的检测，以确定磨损和腐蚀的原因和程度，并提出相应的防护措施。
某化工设备中的金属管道在使用过程中发生严重磨损和腐蚀，导致介质泄漏。通过失效分析发现，管道内壁存在介质冲刷和腐蚀性物质的共同作用，导致表面损伤。
建议加强管道内壁防腐涂层保护；同时优化介质输送方式，减少对管道内壁的冲刷磨损。

机械零件的失效分析-学习领悟

机械零件的失效分析失效：零件或部件失去应有的功效零件在工作过程中最终都要发生失效。

所谓失效是指：①零件完全破坏，不能继续工作；②严重损伤，继续工作很不安全；③虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。

只要发生上述三种情况中的任何一种，都认为零件已经失效。

一般称呼失效大多是特指零件的早期失效，即未达到预期的效果或寿命，提前出现失效的过程。

失效分析：探讨零件失效的方式和原因，并提出相应的改进措施。

根据失效分析的结果，改进对零件的设计、选材、加工和使用，提高零部件的使用寿命，避免恶性事故的发生，带来相应的经济效益和社会效益。

一、零件的失效形式失效形式分3种基本类型：变形、断裂和表面损伤。

1、变形失效与选材（机件在正常工作过程中由于变形过大导致失效）①弹性变形失效（由于发生过大的弹性变形而造成的零件失效）弹性变形的大小取决于零件的几何尺寸及材料的弹性模量。

金刚石与陶瓷的弹性模量最高，其次是难溶金属、钢铁，有色金属则较低，有机高分子材料的弹性模量最低。

因此，作为结构件，从刚度及经济角度看，选择钢铁是比较合适。

②塑性变形失效（零件由于发生过大的塑性变形而不能继续工作的失效）塑性变形失效是零件中的工作应力超过材料的屈服迁都的结果。

一般陶瓷材料的屈服强度很高，但脆性非常大，因此，不能用来制造高强度结构件。

有机高分子材料的强度很低，最高强度的塑料也不超过铝合金。

因此，目前用作高强度结构的主要材料还是钢铁。

2、断裂失效①塑性断裂零件在受到外载荷作用时，某一截面上的应力超过了材料的屈服强度，产生很大的塑性变形后发生的断裂；②脆性断裂脆性断裂发生时，事先不产生明显的塑性变形，承受的工作应力通常远低于材料的屈服强度，所以又称为低应力脆断；③疲劳断裂在低于材料屈服强度的交变应力反复作用下发生的断裂称为疲劳断裂；④蠕变断裂在应力不变的情况下，变形量随时间的延长而增加，最后由于变形过大或断裂而导致的失效；3、表面损伤①磨损失效磨损主要是在机械力的作用下，相对运动的接触表面的材料以细屑形式逐渐磨耗，而使零件尺寸不断变小的一种失效方式。

零件失效分析3-失效分析思路、程序及基本技能

收集与失效有关的物质，如气氛、物料粉尘、飞溅物、反应物，并注意机械划伤、污染吸附等痕迹；
残骸的重要关键性部位，供实验室分析用；清理现场时将编号的无用残骸有秩序地堆放在避风雨的地方暂存、备用；

调查、访问和背景资料的收集
装备的工作原理及运行技术数据和有关的规程、标准；设计的原始依据；选材的依据；使用材料的牌号、性能指标、质量保证书、供应状态、验收记录、供应厂家、出厂时间等；加工、制造、装配的技术文件；
初步判断：材料化学成材料组织有缺陷材质分析力学性能分析断口分析显微组织分析分析论证开裂原因
结论
建立具体的分析思路和工作程序
举例：汽车轮毂紧固螺栓断裂事故分析现场信息调查：汽车轮毂紧固螺栓是汽车上至关重要的零件，如果该零件出现问题，轻则造成交通事故，重则造成车毁人亡，后果严重。某厂生产的汽车的左后轮紧固螺栓全部断裂，5个螺栓中有4个螺栓断裂前出现弯曲和扭转， 1个螺栓被剪切，造成了车祸，该厂紧急召回了废车对其事故进行分析。
2. 失效分析的程序与步骤
（九）性能检验性能检验是与设计所对应的性能试验，这种确定性能的试验通常是破坏性试验。在不允许对失效件做破坏性取样时，可以用硬度试验来推断其力学性能，如屈服强度等。（十）失效分析模拟失效原因，制作与失效件相同的构件，使之在设计要求的真实工况下运行。这是非常昂贵但却可信的试验，只有在特殊需要下才做。
初步判断：螺栓的力学性能不够
可能原因
结构和装配问题材质分析（材料成分、显微组织）力学性能分析（工况、紧固、强度）建立具体的分析思路和工作程序断口分析（形貌）分析论证开裂原因结论
失效树分析（FTA法）失效模式及效应分析（FMEA法）系统工程分析法管理失误与风险树分析（MORT法）事件树分析（ETA法） …

机械零件失效分析

机械零件失效分析机械零件是构成机械设备的基本组成部分，其质量和性能的好坏直接关系到整个机械设备的可靠性和安全性。

然而，在机械设备的长期运行中，由于各种原因，机械零件可能会出现失效现象。

失效分析是一种通过分析失败机械零件的失效原因来帮助我们改进设计、制造和维修策略的方法。

一、失效类型机械零件的失效类型多种多样，常见的包括疲劳失效、磨损失效、腐蚀失效、断裂失效等。

疲劳失效是指材料在交变载荷作用下的长期疲劳过程中逐渐出现的损伤。

磨损失效是指机械零件在运行过程中由于与其他零件或外界环境的摩擦而造成的表面磨损。

腐蚀失效是指机械零件由于环境中的化学腐蚀而失效。

断裂失效是指机械零件由于超过其承载能力而发生断裂。

二、失效原因机械零件失效的原因也是多种多样的，常见的有材料问题、设计问题、制造问题、装配问题、使用问题等。

材料问题是指机械零件材料的质量或性能不达标，如含气体、夹杂物、晶粒非均匀等。

设计问题是指机械零件在设计过程中存在结构强度不足、刚度不够的问题。

制造问题是指机械零件在加工过程中存在加工质量不合格、工艺控制不严等问题。

装配问题是指机械零件在装配过程中存在装配不当、配合间隙设计不合理等问题。

使用问题是指机械零件在使用过程中存在操作不当、润滑不足等问题。

三、失效分析方法失效分析是通过分析失效零件的失效样品、现场情况以及相关维修记录来查找失效原因。

常用的失效分析方法包括物理分析、化学分析、力学分析、金相分析等。

物理分析是通过观察失效零件的外部形态和内部结构来判断失效形式。

化学分析是通过对失效零件进行化学成分分析以及腐蚀产物分析来判断失效原因。

力学分析是通过对失效零件进行力学性能测试以及有限元分析等方法来判断失效原因。

金相分析是通过对失效零件进行金相组织观察以及晶体学分析等方法来判断失效原因。

四、失效分析结果的应用失效分析的最终目的是为了指导我们改进机械零件的设计、制造和维修策略，提高机械设备的可靠性和安全性。

13机械零件的失效分析和表面处理解析

法，目的是研究材料的显微组织结构与失效的关系）、力学性能测试等，
必要时进行无损探伤和断裂力学分析。失效分析的结果对零件的设计、选材、加工以及使用具有一定的指导意义。
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第二节材料的表面处理技术(jìshù)简介
一、表面(biǎomiàn)处理的意义
在扭转、弯曲、冲击、疲劳等负荷作用(zuòyòng)下的零件，其表面层比
等现象，失去原有性能指标的现象，称高分子材料的老化。老化是高分子材料
不可避免的。一个零部件失效，总是以一种形式起主导作用，但是，各种失效因素相互
交叉作用，可以组合成更复杂的失效形式。例如应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀磨
损、蠕变疲劳交互作用等。
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三、失效(shī xiào)的原因
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2.堆焊(和du喷ī 焊hàn) (1)堆焊(du用ī 传hà统n)的电焊方法，将合金丝或焊条(hàntiáo)熔化堆结在件表面形成冶金结合层的方法。如用气焊、焊条电弧焊及氩弧
焊等各种电弧焊方法，把不同堆焊材料堆焊在工件表面，达到修复或改善工件表面性能的目的。
(2)喷焊是采用气体火焰或等离子焰将自溶性合金粉末熔化
造成机械零件(línɡ jiàn)失效的原因很多，零件(línɡ jiàn)在设计选材加工以及安装
面的不当都可能(kěnéng)导致零件的失效。
(1)设计不合理零件设计不当而导致失效的主要表现在两个方面：一是
零件的结构、尺寸设计不合理或结构工艺性差，例如过渡圆角太小、存在尖角、孔槽位置不当等都会造成较大的应力集中；二是设计时错误地估计了零
有较高的吸附能力， — 般工业上作为表面涂装的底层，经化学氧化后再涂装，可以大大提高铝及铝合金外观装饰件的抗蚀能力，使涂料的保持性增强。铝及铝合金化学氧化的优点主要是生产效率高、成本低、不消耗电能，不需专门设

失效分析实例

材料失效分析
材料失效分析
2、实验过程
• 图7 .58是两个断口表面的低倍放大照片，图7. 59 和这两个端口表面的位置和方向。在照片中分辨出两个明显的区域：外表面，即承受载荷时的最大纤维应力区，没有发生尺寸改变的迹象，而在中心区域则看到一些尺寸改变。此外在表面上有一些明显的塑性变形，应该是发生最后断裂的地点。 • 将钳柄上的塑料套剥掉以曝露钳柄的区域。钳的前部镀铬，直至塑料套的边缘。钳柄的表面上有一层乌黑的物质，该钳必定是要装塑料套后再进行电镀的。表面上的乌黑层或是塑料套留下的，或是一种热处理造成的。 • 目视检查后，分三步进行分析以决定失效的原因。首先评价对改签剪线操作的设计应力水平，之后对所用材料及热处理工艺进行金相检验，最后利用扫SEM对断口进行仔细的检验
材料失效分析
3、实验结果
• 断口形貌
低倍放大的断口形貌如图7.28所示，没有宏观塑性变形的迹象。裂纹从左边缘向内扩展通过厚度1/4左右，断裂表面粗糙无规律，而其余的断口表面是光滑的，在光滑的表面上可以看到贝壳状花纹，故断裂模式是疲劳。粗糙的断口表面显示出这是最后因超载而分离的区域并向前扩展到一个孔的边缘，表明疲劳裂纹不是起源于此孔的边缘，而是沿着右边缘的。这一点在观察断口表面时也就是在切开试样之后得到证实。贝壳状条纹的弯曲部分表明疲劳裂纹直接起源于另一螺栓孔的下面(图7 .29)，与围绕该螺栓孔的同心圆槽重合 • 在接近末端处偏离开其中之一螺棒孔的断口表面已严重研磨（但仍能看到有贝壳状花纹）（图7. 28）而另一端则很少的磨损伤，并发现有疲劳条纹（图7.31）（疲劳条纹在显微组织复杂的钢中不常出现。本案例中的显微组织主要是晶粒尺寸均匀的单相铁素体。）试块切开后产生的断口表面如图7 .32所示，且有韧窝状的形貌，表面这个区域是因空洞聚集而产生的 •

金属零件失效分析及实例 (DEMO)

金属零件失效分析及实例一、轴的失效分析1．1 轴的失效类型轴是用来支承旋转，并传递动力和运动的部件。

轴可以承受各种类型的载荷，如拉伸、压缩、弯曲或扭转及各种复合载荷。

有时还承受振动应力。

在这些载荷作用下，使轴失效的最常见的类型是轴的疲劳断裂。

疲劳破坏起始于局部应力最高的部位，有些机械由于设计、制造、装配和使用不合理，也造成轴过早地发生疲劳断裂。

轴的疲劳通常可分为3种基本类型：弯曲疲劳、扭转疲劳和轴向疲劳。

弯曲疲劳可由下面几种类型的弯曲载荷造成：单向的、交变的和旋转的。

在单向弯曲时，任一点的应力都是变动的，变动应力只改变大小而不改变方向。

在交变弯曲和旋转弯曲时，任意一点的应力都是交变的，即应力在方向相反的应力之间循环变化。

扭转疲劳常因施加变动或交变的扭转力矩产生。

轴向疲劳则由于施加交变或变动的拉伸—压缩载荷的结果。

承受了变应力的轴，由于机械的或冶金的因素，或两者综合的结果导致轴的疲劳断裂。

机械影响因素包括了小圆角、尖角、凹槽、键槽、刻痕及紧配合处。

冶金影响因素包括了淬火裂纹、腐蚀凹坑、粗大的金属夹杂物及焊接缺陷等。

疲劳破坏占失效轴的50％以上。

在低温环境中或是在冲击及快速施加过载时，将会使轴发生脆性断裂。

脆性断裂的特征是裂纹以极高的扩展速度(大约1800m/s或更大)发生突然断裂，而在断裂源处只有小的变形迹象。

这种类型的断裂特征是断裂表面上存在着鱼骨状或人字形花样的标志，人字形的顶点指向断裂源。

一些表面处理能使氢溶解入高强度钢中，使轴脆化而断裂，例如，电镀金属会引起高强度钢的失效。

轴的韧性断裂(显微空穴聚合的结果)在断裂表面上呈现有塑性变形的迹象，类似在普通拉伸试验或扭转试验试样中所观察到的情况。

对拉伸断裂的轴这种变形，用目视检验是容易见到的，但是，当轴扭转断裂时，则变形是不明显的。

在正常工作条件下轴很少发生韧性断裂。

但是，如果对工作要求条件估计过低，或者所用材料强度达不到预定数值，或者轴受到单一过负载，也可能发生韧性断裂。

机械零件的失效分析

任何零件受到外力作用都会产生弹性变形。有些零件在一定载荷下只允许一定的弹性变形，若发生过量弹性变形就会造成失效。
如机床主轴、大型立式车床横梁、镗床镗杆，机床导轨等。为了保证加工精度，要求立式车床横梁因刀架重力产生的弹性变形要小。若横梁刚度不够，则会造成车削的工件端面中间凸的平面度误差，外圆有锥度。
接触疲劳磨损是零件表面在接触压应力的长期不断反复作用下引起的一种表面疲劳剥落破坏现象。表现为在接触表面上出现许多针状或痘状的凹坑称麻点。如长期工作的齿轮的齿表面产生大量麻点后其啮合情况恶化，引起噪声增大，振动增加，甚至齿根折断。
1.1 机械零件常见的失效形式
高温下工作零件的失效
对于许多在高温下工作的零件，只考虑室温下的力学性能是不够的，因为高温下材料的强度随温度升高和加载时间的延长而降低。
1.1 机械零件常见的失效形式
断裂失效
韧性断裂1.1 机械零件常见的失效形式
断裂失效
脆性断裂
脆性断裂实物
河流花样
1.1 机械零件常见的失效形式
断裂失效
疲劳断裂
疲劳断裂实物
疲劳断裂显微形貌
1.1 机械零件常见的失效形式
断裂失效
断裂是最危险的一种失效形式，在机械零件设计时，认真考虑如何防止断裂事故发生是非常重要的。
1.2 机械零件失效的原因
•零件选材
选材错误或不合理会造成成批零件报废，另外，材料的杂质、组织状态对零件性能有显著的影响，因此选材时应充分考虑并做认真检查。
1.2 机械零件失效的原因
•零件加工与装配
因零件的冷热加工或热处理不当而产生的质量缺陷，也会构成引发零件失效的危险源。机器装配或安装过程中，由于装配不良，对中性较差等问题，使机器在运转时产生附加应力及振动，就会使零件过早失去应有功能。

机械零部件失效机理与分析

机械零部件失效机理与分析引言机械零部件是构成机械设备重要组成部分，其失效可能导致设备无法正常运行，给生产和工作带来不利影响。

因此，理解机械零部件失效的机理并能进行合理的分析和预防措施对于保障设备的稳定运行至关重要。

本文将探讨机械零部件失效的机理和分析方法。

一、机械零部件失效的机理机械零部件失效的机理主要包括以下几个方面。

1.疲劳失效在机械装置中，通常会不断受到交变的载荷作用，使得零部件产生应力和应变的变化。

长时间内反复交替的应力作用会导致疲劳失效。

疲劳裂纹的产生和扩展是疲劳失效的重要原因。

2.磨损失效磨损失效是机械零部件常见的一种失效形式，主要包括磨粒磨损、磨磨损和疲劳磨损等。

机械零部件由于长时间的摩擦会出现表面变得粗糙，导致零部件之间的相互接触面积增大，从而加速磨损过程。

3.材料腐蚀机械零部件在工作过程中，可能会受到一些介质的侵蚀，导致材料表面的腐蚀和损害。

腐蚀会使材料表面产生裂纹和孔隙，降低其强度和耐久性，最终导致失效。

4.过载失效过载失效是指机械零部件在超出其正常工作范围的载荷作用下发生力学性能的突然变化，从而导致零部件失常甚至破裂。

过载失效通常发生在突发事件或设计错误等情况下。

二、机械零部件失效的分析为了准确分析机械零部件失效的原因，可以采取以下方法。

1.外观检查首先进行外观检查，检查零部件的外观是否有裂纹、变形或腐蚀等情况。

通过观察表面痕迹和形貌，可以初步判断零部件可能的失效原因。

2.材料分析通过对零部件材料的成分分析和显微组织观察，可以判断材料的性能是否符合要求，是否有明显的缺陷或异物存在。

这对于进一步了解零部件失效的原因非常重要。

3.断裂分析如果零部件发生断裂，可以进行断裂分析，分析其断口的形貌和特征。

通过断口分析，可以了解断裂发生的形式，如韧性断裂、脆性断裂等，从而进一步判断失效原因。

4.力学性能测试针对机械零部件的失效，可以通过力学性能测试来检测零部件的强度、硬度和韧性等参数。

谈谈机械零件简明失效分析及其应用实例

谈谈机械零件的简要失效分析及其应用实例马伯龙内容提要：本文简要地概述了零件失效分析的前提条件、一般分析方法和失效类型以及影响失效抗力的冶金因素等，进而列举了失效分析的应用实例。

关键词：机械零件简要分析应用实例如所周知，任何机械零件和工模具（以下简称工件）都有一定的功能，例如，在载荷作用下保持一定的几何形状、实现规定的机械运转、传递能量等。

如果它们失去了最初规定的功能，即为失效。

工件失效，是外界因素的损坏作用超过其本身的抵抗能力的结果。

工件失效，特别是那些事先没有任何征兆的失效，有时会带来巨大经济损失，甚至会造成严重的人身事故。

因此，对失效的工件进行分析，找出失效原因，提出改进和防范措施，对提高其质量是十分重要的。

工件的失效原因是非常复杂的，它涉及诸多领域的多方面知识（在此不宜逐一细数），因此，可以说失效分析是一门综合性的科学。

如何进行失效分析？要做好失效分析，除必须有足够的理论知识作指导外，还必须从实际出发，步步深入地对失效的工件作好细致的检验工作，进而展开分析和讨论，最终得出结论和提出改进措施，必要时，甚至需要验证改进措施的实际效果。

一、失效分析的前提条件首先必须弄清工件的工作条件，任何工件的失效都是在一定工作条件下产生的。

其工作条件包括受载情况、环境介质、温度等方面。

工作条件不同，对工件所要求的力学性能不同，因此，弄清其工作条件，对工件失效分析是很重要的。

二、失效分析的一般方法1）首先对失效的工件用肉眼或放大镜进行外部观察，记录损毁的部位、尺寸变化，断口宏观特征等，必要时需照相。

初步判断失效类型，并进一步了解该工件的设计、材料、加工制造、装配和使用维护等一系列历程；2）其次是根据初步判断进行所用材料的理化、工艺、台架、装车等模拟试验；然后根据所得数据进行综合分析，确定损坏机理、辨明失效原因，提出改进措施。

3）最后根据所提出的措施，进行验证试验，确定对其判断和改进的正确性。

三、工件的失效类型和主要的抗力指标1）塑性变形：工件在正常工作条件下，避免塑性变形的主要抗力是屈服强度、弹性极限（模量）和松弛稳定性等。

失效分析总结

第一章1、零件失效：当这些零件失去了它应有的功能时，则称该零件失效。

2、零件失效的含义：1）.零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等，从而完全丧失其功能。

2）.零件在外部环境下作用下，部分的失去其原有功能，虽然能够工作，但不能完成规定功能，如由于腐蚀导致尺寸超差等。

3）零件虽然能够工作，也能完成规定功能，但继续使用时，不能确保安全可靠性。

3、失效分析：通常是指对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进行的一切技术活动，也就是研究失效现象的特征和规律，从而找出失效的模式和原因。

4、失效分析可分为事前分析、事中分析、事后分析。

5、失效分析的社会经济效益：（1）失效将造成巨大的经济损失。

（2）质量低劣、寿命短导致重大经济损失。

（3）提高设备运行和使用的安全性。

第二章1.工程构件的失效分为断裂、磨损、腐蚀三大类。

2.失效形式分类及原因（表2-1P18）3.失效来源包括1.设计的问题2.材料选择上的缺点 3.加工制造及装配中存在的问题 4.不合理的服役条件4.应力集中：零件截面有急剧变化处，就会引起局部地区的应力高于受力体的平均应力，这一现象称为应力集中。

表示应力集中大小的系数称为应力集中系数。

5.缺口敏感性NSR=σNb/σb（σNb表示缺口式样抗拉强度，σb表示光滑试样抗拉强度）比值NSR越大，敏感性越小。

当NSR>1时，说明缺口处发生了塑性变形的扩展，比值越大说明塑性变形扩展越大，脆性倾向越小。

塑性材料的NSR>1，材料反而具有缺口强化效应，缺口敏感性小甚至不敏感。

NSR<1，说面缺口处还未发生明显塑性变形扩展就脆断，表示缺口敏感。

6.内应力通常分为3类：第一类内应力（宏观应力）是指存在于物体或者在较大尺寸范围内保持平衡的应力，尺寸在0.1mm以上；第二类内（微观）应力是指在晶粒大小尺寸范围内保持平衡的应力，尺寸为10-1~10-2mm；第三类（微观）应力是在原子尺度范围保持平衡的应力，尺寸为10-3~10-6。

零件的脆性断裂(含疲劳、应力腐蚀、氢脆断裂等)失效分析

零件的脆性断裂(含疲劳、应力腐蚀、氢脆断裂等)失效分析本文旨在介绍零件的脆性断裂失效分析的重要性和目的。

脆性断裂是指在零件受到一定载荷作用下，没有发生明显的塑性变形，而导致突然断裂的现象。

这种失效模式对于工程结构的安全性和可靠性具有重要的影响。

脆性断裂的失效分析是一项关键的任务，旨在确定零件破坏的原因和机制，以及采取相应的措施来预防和控制脆性断裂的发生。

在分析中，我们还会涉及到与脆性断裂相关的其他失效现象，如疲劳断裂、应力腐蚀断裂和氢脆断裂等。

通过对零件脆性断裂失效的深入分析，我们可以更好地了解材料的性能和强度，确定适当的设计和加工参数，以及制定合理的维护和检修计划。

这对于提高工程结构的可靠性，延长零件的使用寿命以及降低维护成本具有重要意义。

本文将通过对脆性断裂失效分析的相关知识进行详细解释和说明，为读者提供系统的理论基础和实践指导，以便能够有效地进行脆性断裂的失效分析工作。

解释脆性断裂是指在应力作用下，当零件发生断裂时没有明显的塑性变形。

详细讨论导致脆性断裂的各种原因，包括疲劳、应力腐蚀、氢脆断裂等。

脆性断裂是指材料在受力作用下发生的突然断裂，常常发生在零件长时间受重复负载或特定环境下受力情况下。

脆性断裂的原因多种多样，下面将对其中的疲劳、应力腐蚀和氢脆断裂进行详细讨论。

疲劳断裂：疲劳断裂是由于零件在长时间受到变化的载荷作用下产生的。

当重复载荷作用于零件时，如果应力超过了材料的疲劳极限，就会发生疲劳断裂。

疲劳断裂是零件的高频失效模式，常见于机械装置和结构中。

应力腐蚀断裂：应力腐蚀断裂是指在特定环境中，材料受到应力和腐蚀介质共同作用时突然断裂。

应力腐蚀断裂的发生是由于腐蚀介质在零件表面引起局部腐蚀，而应力则产生了裂纹的扩展。

应力腐蚀断裂是一个复杂的断裂形式，常见于化工设备和海洋装备等领域。

氢脆断裂：氢脆断裂是由于材料在存在氢的环境中发生的断裂。

氢脆断裂的主要机制是氢的扩散和积聚在材料中，导致材料的力学性能降低，从而引起断裂。

机械零件的失效分析

弹性指标：弹性极限和弹性模量是设计弹性零件考虑的性能指标。如汽车板簧和各类弹簧等
强度和塑性指标：屈服强度和塑性用于一般零件的抗断裂设计。
硬度：在耐磨零件中必须考虑的性能指标。如滚珠轴承、活塞环等.
第二节零件在静载和冲击载荷下的断裂
问题
• 断裂可分为几类？韧性断裂和脆性断裂如何区分？ • 断裂过程分为几个阶段？韧性断裂和脆性断裂的断
• 对于电化学腐蚀：选择耐腐蚀材料；表面涂层；电化学保护；加缓蚀剂
第六节零件在高温下的蠕变变形和断裂失效
问题 •金属材料在高温下的力学行为有哪些特点？ •什么是材料的蠕变？ •评价金属材料高温力学性能指标有哪些？ •高温下零件的失效方式有哪些？如何防止？
一、材料在高温下的力学行为
• 材料的强度随温度的升高而降抵。 • 高温下材料的强度随时间的延长而降抵。 • 高温下材料的变形量随时间的延长而增加。
头
二、过量变形失效
• 过量弹性变形及抗力指标
• （1）零构件发生过量弹性变形失效： • Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） • 或者 q [q] （扭转条件下） • （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 • （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
• 过量塑性变形及抗力指标
• （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 • （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
裂过程的区别在哪里？ • 什么是材料的韧性？评价材料韧性的力学性能指标
有哪些？ • 材料韧性指标的含义及应用？
一、基本概念
• 静载荷和冲击载荷 • 断裂：材料在外力作用下分为两个或者两个以
上部分的现象。
• 断裂的分类：韧性断裂和脆性断裂 • 断裂过程：裂纹萌生和裂纹扩展 • 韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中

机械零件失效分析(刘瑞堂)第一章

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，损失达几千万美元。
• 我国，机械零部件失效率也很高，由此造成的损失也是惊人的。 1979年9月7日，我国某工厂氯气车间的液氯瓶爆炸，使10吨氯液（5.12地震期间有一化工厂氯液泄露，造成恐慌）外溢扩散，波及范围达7.35km2，致使59人死亡， 779人中毒，直接经济损失达63万元。
失效学是研究机械装备（Machinery Equipment）的失效诊断、失效预测和失效预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门综合性学科。
失效学发展的三大基础（理论基础，技术基础，方法基础）
理论基础
• 近代材科科学与工程、工程力学和疲
劳学科等对断裂(60年代提出的新术语 KIC,JIC,COD,KISCC,da/dN,da/dt) 、腐蚀和磨损的深入研究，积累了相当丰富的具有创新意义的观点、见解和物理模型，为失效学的形成奠定了理论基础.
2.3.2 影响可靠性的主要因素
• (1)装置或系统越复杂，越容易发生失效；使用的零件、软件(计算机程序、文件类)的数量越多。并且牵涉到的组织或人员越多，失效或错误就越多。这几乎都与系统的失效有联系。零件的数量级：电视机力l02 一103，汽车为104，喷气式飞机为105，阿波罗号为106，计算机为105－106。 • (2)使用环境多样化使失效变得复杂；必须能承受严酷的应力并且要延长产品的使用寿命 • (3)在系统或产品开发中采用新材科、新技术会导致新的失效。此时，只靠过去的经验进行高可靠件的设计是很因难的。并且这些技术开发的速度很快，开发的时间愈来愈缩短，因此，在没有进行充分鉴定和试验的情况下就让产品出厂或开始使用，就会使以后连续发生失效的危险增大。