失效分析 XXX期末开卷考试题库及答案

失效分析 XXX期末开卷考试题库及答案

失效分析是一种通过对失效零件的分析来确定失效原因并提出改进措施的技术。其中，断裂是机械零件失效最常见也是危害最大的一种形式。失效分析工作者通常从致断原因的角度出发，将机械零件的断裂失效分为过载断裂失效、疲劳断裂失效、材料脆性断裂失效、环境诱发断裂失效以及混合断裂失效等类型。除此之外，还有正常失效，如耗损失效，生产者一般不承担责任。

焊接残余应力是一种常见的失效原因，直接应力是形成焊接残余应力的主要原因。铸造残余应力则是由于组织和成分不同而产生的组织应力。受平面拉应力的典型零件是各式各样的薄壁压力。在交变应力作用下，金属材料发生损伤的现象称为疲劳。当工作载荷超过金属构件危险载面所能承受的极限载荷时，构件发生的断裂称为过载断裂。

失效的诱发因素包括力学因素、环境因素及时间。失效率按使用时间可分为早期失效期、偶然失效期和耗损失效期。据调查统计，在失效的原因中，设计和制造加工方面的问题占

56%以上。有时，在零件的一种应力集中源上又叠加了另一种

形式的应力集中源，如在缺口上刻有划痕，此时的应力集中程度应用复合理论应力集中系数来表示。

4.微孔型断裂是指塑性变形起主导作用的一种延性断裂。

5.防止微孔型断裂的主要措施是减小构件中的裂纹尺寸。

1.防止构件发生断裂的措施包括消除或减小构件上的裂纹

尺寸、细化晶粒、消除或减少金属材料中的有害物质以及采用双相钢代替单一的马氏体组织材料。

2.预防沿晶断裂失效的措施通常有提高材料的纯洁度，减

少有害杂质元素的沿晶界分布、严格控制热加工质量和环境温度，防止过热、过烧及高温氧化、减少晶界与环境因素间的交互作用以及降低金属表面的残余拉应力，以及防止局部三向拉应力状态的产生。

3.为了提高材料的断裂韧度，应尽量减少促使微孔形成的

内在因素，其措施包括纯化金属，减少有害杂质的含量，使有害杂质以固溶状态存在以及发挥韧性相的作用。

1.所谓故障树分析就是分析各种事件（系统组元的状态变化）之间的逻辑关系，分清正常事件和异常事件（失效事件），再找出失效原因。

2.机械产品的失效分析报告通常应包括如下内容：概述；

失效事件的调查结果；分析结果；问题讨论；结论与建议。

3.在潮湿大气中锈蚀的断口，可先用稀盐酸水溶液去除锈

蚀氧化物，然后用清水冲洗，再用无水酒精冲洗并吹干。

4.在腐蚀环境中断裂的断口，在断口表面通常覆盖一层腐

蚀产物。腐蚀产物的去除方法有化学法、电化学法及干剥法等。

5.断口分析包括宏观分析和微观分析两个方面。断口的宏

观分析是断裂件失效分析的基础。

6.所谓初始断裂面就是最先开裂的断裂面。

B)增加润滑剂的浓度和粘度(C)控制流体的温度和压力(D)

使用耐腐蚀材料制造参考答案：A、C、D

2.金属材料在高温下长时间作用下，由于晶界处的固溶体

的扩散和晶粒的长大，导致材料的性能发生变化，这种现象称为_______。(4分)

A)热疲劳(B)热腐蚀(C)热加工硬化(D)热处理参考答案：D

三、XXX

1.简述金属材料疲劳断裂的基本特征。(4分)

答：金属材料疲劳断裂的基本特征包括：断口呈现出典型的疲劳条纹，即由许多平行的细小条纹组成；断口呈现出典型的海浪形，即呈现出一系列的凸起和凹陷；断口的形貌呈现出

韧性断裂的特征，即断口的边缘平滑，没有明显的裂纹扩展迹象。此外，疲劳断裂还具有随机性和无可避免性的特点。

2.腐蚀疲劳失效的预防措施包括合理的材料选用、表面处理和结构设计。

3.应力腐蚀开裂的预防措施包括合理的材料选用和结构设计、消除或减小残余拉应力、控制工艺介质和改善使用、操作条件，以及采用缓蚀剂、涂层及电化学保护等措施。

4.常见的磨削加工缺陷包括磨削裂纹、表面损伤、表面烧伤与剥皮以及表面残余应力。

1.当相互接触的零件表面发生相对运动时，表面的材料粒子因机械、物理和化学作用而脱离母体，导致零件的形状、尺寸或重量发生变化，这个过程称为磨损。

2.实际中，主要的磨损失效有六种，分别是粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损和微动磨损。

3.提高材料耐磨性的表面处理方法大致可分为三类：机械强化及表面淬火、化学热处理和表面镀覆及表面冶金强化。

4.化学腐蚀是指金属与环境介质间发生的纯化学作用引起的损伤现象。

5.在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能优先发生腐蚀，使晶粒间的结合力减弱，由此而引起的局部破坏称为晶间腐蚀。

6.通常把由于腐蚀电池的作用而产生的腐蚀称为电偶腐蚀，又称接触腐蚀或异金属腐蚀。

7.材料在摩擦力和腐蚀介质的共同作用下产生的腐蚀加速

破坏的现象称为磨耗腐蚀，也称为腐蚀磨损。

8.合金在冷凝过程中，由于某些因素导致的化学成分不一

致称为偏析。

9.铸造加工缺陷中，内部不连续缺陷的基本形式是气孔和

针孔，还包括缩孔、缩裂和夹杂物。

2.在失效分析中，应用的方法包括：_(1)__、_(2)_、

_(3)__、_(4)_、___(5)___。(1).参考答案:金相分析

2).参考答案:化学分析

3).参考答案:机械性能测试

4).参考答案:非破坏检测

5).参考答案:电子显微镜观察

二、选择题

1.失效分析的目的是( )。

A.找出失效原因

B.确定失效形式

C.分析失效机理

D.以上都是

参考答案：D

2.以下哪种方法不属于失效分析的方法？

A.XXX分析

B.化学分析

C.经验分析

D.非破坏检测

参考答案：C

3.以下哪种失效形式是由于材料内部应力超过其强度而引起的？

A.疲劳失效

B.腐蚀失效

C.热失效

D.强度失效

参考答案：D

4.以下哪种失效形式不属于机械失效？

A.疲劳失效