1 概述
1.1 金属构件的失效及失效分析
1.2 失效分析的意义
1.3 金属构件的失效形式及失效原因
1.4 失效分析与其他学科的关系
1.5 失效分析的历史发展与国内外失效分析的状况
1.6 失效分析工作者的主要任务和应具备的基本素质
复习思考题
2 失效分析基础知识
2.1 金属构件中可能引起失效的常见缺陷
2.2 力学计算基本概念
2.3 环境作用机理
复习思考题
3 金属构件常见失效形式及其判断
3.1 变形失效
3.2 断裂失效
3.3 腐蚀失效
3.4 磨损失效
复习思考题
4 失效分析的思路、程序和基本技能
4.1 失效分析思路和逻辑方法
4.2 失效分析的程序
4.3 失效件的保护、取样及试样清洗、保存
4.4 常规测试技术
4.5 失效分析的几种基本技能
4.6 电子显微镜研究法
4.7 腐蚀性能测试及仪器设备
4.8 磨损性能测试及仪器设备
复习思考题
5 失效分析实例
5.1 设计或材料因素为主引起的失效实例
5.2 制造因素为主引起的失效实例
5.3 环境作用因素为主引起的失效实例
5.4 使用不当或其他因素为主引起的失效实例
参考文献
本书阐述金属装备及其构件失效与失效分析的工程概念及相关的理论知识。全书共5章。第1章对金属构件的失效与失效分析作概括性介绍,使教学双方有互相沟通的共同语言;第2章基础知识补充金属学、断裂力学及腐蚀学中与失效分析密切相关的内容,可根据学生原有基础知识的情况选学;第3章详细介绍金同构件常见的失效形式及其判断,对各种失效形式的失效现象、失效特点、引起失效的原因及预防措施结合工程实践作尽可能详尽的介绍并展示实例;第4章是失效分析方法和手段,包括思维方法、失效分析程序制订到具体失效分析全过程进行的各项工作,均按指导操作的叙述方式进行介绍;第5章列举金属构件失效的案例,可穿插在前几章学习中使用。 本书可作为机械装备、安全工程等相关专业高年级本科生和低年级研究生的教材,也可作为从事工业装备,尤其是锅炉压力容器安全监察、管理、检验工程技术人员的培训教材,还可作为从事失效分析工作的在职、科研、检测人员和处理失效事故的管理人员的参考书。
第一章 1、失效分析:对装备及其构件在使用过程中发生各种形式失效现象的特征及规律进行分析 研究,从中找出产生失效的主要原因及防止失效的措施。 2、失效形式 :(1)变形失效 a弹性变形失效 b 塑性变形失效( 2)断裂失效 a韧性断裂失效 b 脆性断裂失效 c疲劳断裂失效( 3)腐蚀失效 a局部(点腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、应力 腐蚀开裂、腐蚀疲劳) b 全面(均匀、不均匀) (4)磨损失效 3、引起失效的原因 :(1)设计不合理:结构或形状不合理,构件存在缺口、小圆弧转角、 不同形状过渡区等高应力区( 2)选材不当及材料缺陷( 3)制造工艺不合理:工艺规范制定 不合理( 4)使用操作不当和维修不当 4、失效 :金属装备及其构件在使用过程中,由于应力、时间、温度、环境介质和操作失误 等因素的作用,失去其原有功能的现象时有发生。 5.自行车 的失效形式:磨损; 家用液化气瓶 :变形; 锅炉:
金属构件加工缺陷与失效
广东出入境检验检疫局等。
谭莹、莫明珍、李成明等。
随着科学技术和工业生产的迅速发展,人们对机械零部件的质量要求也越来越高。材料质量和零部件的精密度虽然得到很大的提高,但各行业中使用的机械零部件的早期失效仍时有发生。通过失效分析,找出失效原因,提出有效改进措施以防止类似失效事故的重复发生,从而保证工程的安全运行是必不可少的。
一、失效常见原因
设计不当引起的失效(结构设计不合理、设计硬度不足、选材不当、材料状态要求不合理);
材料缺陷引发的失效(疏松、偏析、皮下气泡、缩孔、非金属夹杂、白点、异金属夹杂、表面腐蚀等);所以要进行应力消除。
铸造缺陷引发的失效(缩孔与疏松、白口与反白口、球墨铸铁球化不良、夹渣、偏析碳化物、铸造裂纹、石墨漂浮等);
锻造缺陷引发的失效(过热与过烧、锻造裂纹、热脆与铜脆、锻造折叠、高温氧化、退火不充分、锻造白点、锻造流线缺陷等);
焊接缺陷引发的失效(焊接裂纹、未焊透与未熔合、焊接预热不当、夹渣与气孔、晶间腐蚀、应力腐蚀);焊接应力消除更加要引起人们的重视
热处理缺陷引发的失效(淬火裂纹、表面脱碳、渗碳/氮缺陷、回火裂纹等);
冷加工成型缺陷引发的失效(磨削缺陷、切削缺陷、冷镦缺陷、冲/挤/拉伸成形缺陷等)。
二、失效的类型
1、断裂、
根据断裂之前材料变形量的大小,可以分为韧性断裂和脆性断裂;
2、磨损、
材料的磨损失效通常可以分为五类:磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损。其中,磨粒磨损最为常见,机件运转过程中,由于外界硬质颗粒介入或者接件本身凸起状物引起的磨损都是磨粒磨损,金属材料表面脱落物也属于磨粒磨损范畴。
3、腐蚀
金属材料的腐蚀是由于材料与周围介质相互接触发生化学及电化学反应。金属材料的腐蚀多种多样,宏观上分为全面腐蚀和局部腐蚀,在日常各类腐蚀事故中,基本以局部腐蚀最为常见,局部腐蚀又可分为应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀等。
三、金属失效分析的意义
1.失效分析可以减少和预防同类失效现象的发生,从而减少经济损失和提高产品质量。
2.为企业技术开发、技术改造提供信息,增加企业产品技术含量,从而获得更大的经济效益。
3.分析机械零件失效原因,为事故责任认定、侦破刑事犯罪案件、裁定赔偿责任、保险业务、修改产品质量标准等提供科学依据。
四、金属构件失效预防措施
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