机械零件缺陷、失效分析与实例

第1章设计不当引起的失效

11常见的设计不合理因素

111几何形状

112对零件制造应力认识不足，设计结构不合理

113设计硬度要求不合理

114选材和状态要求不合理

12设计不当引起的失效案例

121计量泵失效分析

122齿轮端面开裂失效分析

123液压泵斜盘失效分析

124齿轮泵齿轮与轴咬合失效分析

125齿轮泵主动齿轮轴折断分析

126配油盘压印模冲头失效分析

127传动轴断裂失效分析

128F3主减速箱大齿轮失效分析

129提升机构制动器轴断裂分析

第2章材料缺陷与失效

21常见的材料缺陷

211疏松

212锭形偏析（也称方形偏析）

213点状偏析（又称斑点状偏析）

214皮下气泡

215残余缩孔（又称缩尾）

216翻皮

217轴心晶间裂缝

218非金属夹杂物

219白点

2110异金属夹杂

2111成分不均匀和轴心碳偏析

2112表面腐蚀

22材料缺陷引起的失效案例

221双头螺柱断裂分析

222托轮轴断裂失效分析

223接骨板断裂失效分析

224六角锁紧螺栓断裂分析

225连接螺栓失效分析

226A14传动轴淬火开裂分析

227GIS气管连接螺母失效分析

228大齿轮组装开裂原因分析

229球磨机变速箱输出轴断裂分析

2210离合器膜片弹簧断裂分析

2211解吸塔再沸器上管板失效分析

2212二米辗压机锥辊轴断裂分析

2213摩托车齿轮失效分析

2214前轮毂压铸模失效分析

2215材质对压铸模具失效和使用寿命的影响

第3章铸造缺陷与失效

31常见的铸造缺陷及其影响

311缩孔和缩松（疏松）

312白口和反白口

313球墨铸铁球化不良与衰退

314夹渣（夹杂）

315石墨漂浮（开花状石墨）

316偏析碳化物与磷共晶的影响

317铁素体形态和数量

318铸造裂纹

319灰铸铁件中常见的不良石墨形态

32铸造缺陷引起的失效案例

321航空液压泵斜盘断裂分析

322柴油机汽缸套的咬合损伤失效分析

323隔离开关拐臂断裂失效分析

324柴油机曲轴断裂失效分析

325转子与柱塞卡死问题的分析

第4章锻造缺陷与失效分析

41锻造缺陷的常见形式

411过热和过烧

412锻造裂纹

413锻造折叠

414热脆和铜脆

415低合金钢高温内氧化

416锻后退火不充分

417锻造白点

418锻造流线缺陷

42锻造缺陷案例

421大型输出轴齿轮开裂分析

422航空液压泵斜盘断裂失效分析

423内齿轮淬火断裂分析

第5章焊接缺陷与失效

51常见的焊接缺陷

511焊接裂纹

512焊缝中夹渣与气孔

513未焊透和未熔合

514咬边

515焊接预热不当形成的缺陷

516钎焊缺陷

517接触焊（点焊、滚焊）常见缺陷

518摩擦焊的缺陷与失效

52奥氏体钢焊接件的晶间腐蚀破坏

521晶间腐蚀

522刀状腐蚀

523应力腐蚀

53焊接缺陷引起的失效案例

531汽车转向器断裂失效分析

532水环真空泵叶片断裂分析

533开关铝筒失效分析

534闸阀焊接件断裂分析

535摆臂支撑板断裂分析

536供热管道开裂失效分析

537污水泵叶片断裂分析

538汽车驱动桥壳带套管断裂分析

第6章热处理缺陷与失效

61常见的热处理缺陷

611淬火裂纹

612回火裂纹

613钢的表层脱碳

614校正裂纹

615渗碳、碳氮共渗缺陷

616渗氮缺陷

617氮碳共渗（软氮化）缺陷

62热处理缺陷引起的失效实例

621摩托车1001241骨架开裂分析

622柱塞帽组装收口开裂

623铰盘车传动轴齿部断裂分析

624电机主轴断裂失效分析

625太阳轮失效分析

626风力发电机高速轴失效分析

627真空泵驱动接头断裂分析

628机油泵主动齿轮断齿原因分析

第7章冷加工成形缺陷与失效

71常见的磨削缺陷

711磨削烧伤及其特征

712磨削裂纹

713磨削应力的形成

714影响磨削烧伤和磨削裂纹的因素

72切削加工缺陷与失效

73电火花线切割加工缺陷与失效

731变质层组织与缺陷

732线切割变形与开裂

74冷镦缺陷与失效

741冷镦硬化

742冷镦折叠

743冷镦螺栓头部断裂

744十字槽和内六角螺钉掉头

75滚丝不当产生的缺陷与失效

76冲、挤和拉伸成形缺陷

77其它加工缺陷与失效

771剪切缺陷

772加工毛刺与失效

773电解加工的缺陷

774机械损伤与变形

775电镀氢脆断裂

78冷加工不当引起的失效

781FD齿轮失效分析

782齿轮轴齿面裂纹分析

783镀锌水管断裂分析

784ZD514和ZD414电机轴断裂分析

785输入齿轮轴断裂失效分析

786收缩盘外环断裂分析

787低温过热器管裂纹分析

788铰盘车YTJ12提升机构失效分析

78975kW齿轮变速箱中间轴断裂分析

7810汽车发动机曲轴断裂失效分析

7811双头螺栓断裂分析

7812低速级齿轮断裂分析

7813电力中温再热器冷却管爆管分析

7814拨叉锻模断裂失效

7815滚丝轮崩齿问题的分析

7816显像管包箍断裂失效分析

7817同轴泵齿轮轴断裂分析

第8章安装、使用和维护不当引起的失效

81安装不当

811安装紧度控制不妥

812安装清洁度的影响

813安装零件的混错

814安装中心距偏差与受力不均

815安装零位表面损伤

82使用不当

821过载断裂

822操作不当

83使用、维修和保养

84环境介质影响

841温度的影响

842气氛与介质

843管道的爆裂与应力腐蚀

85管理不当

86安装、使用和维护不当引起的失效案例

861一段预热管渗漏事故分析

862变速箱齿轮失效分析

863汽车发动机曲轴断裂分析

864主动锥齿轮崩齿失效分析

865齿轮轴齿磨损分析

866汽轮机第十二级动叶片开裂分析

867涡轮盘裂纹分析

868凝结水泵筒体连接螺栓断裂失效分析

869变速箱齿轮轴断裂分析

参考文献 2100433B

本书通过大量实例，结合金相照片，详细介绍了机械零件由于设计不当；材料缺陷；铸造、锻造、焊接、热处理、冷加工等工艺不当以及安装和使用不当而造成的零件失效的缺陷分析和处理对策。

本书适宜从事冶金、材料、机械等专业的质量控制和失效分析的人员使用。

《石化装置寿命预测与失效分析工程实例》所有实例都是各个专家多年来在与石油化工企业合作解决生产实际问题的过程中总结出来的，具有较强的代表性与实用性。

每个实例先简要介绍了装置的运行情况及出现的问题，然后通过深入详细的检测与分析，得到材料的预测寿命或找出材料失效的原因，并提出相应的改进措施与建议，可为石油化工企业的设备更新、维护及安全运行提供有价值的依据和重要借鉴。

第1章 绪论

1.1　失效与失效学

1.2　失效分析的意义

1.3　失效分析与机械产品可靠性的关系

第2章　机械零件失效形式及诊断

2.1　失效分类及诊断

2.2　机械零件失效原因概述

第3章　常见失效形式及特征和诊断

3.1　过量弹性变形失效

3.2　屈服失效

3.3　塑性断裂失效

3.4　脆性断裂失效

3.5　疲劳断裂失效

3.6　腐蚀失效

3.7　应力腐蚀失效

3.8　氢脆失效

3.9　腐蚀疲劳失效

3.10　磨损失效

3.11　蠕变失效

第4章　失效分析的思路与方法

4.1　失效分析的常规思路

4.2　失效分析的系统工程思路与方法

4.3　失效分析的程序和步骤

4.4　失效分析的基本实验技术

第5章　裂纹与断口分析

5.1　裂纹与断口

5.2　裂纹分析

5.3　断口分析

第6章　材料因素引起的失效

6.1　材料因素引起失效的原因分析思路

6.2　材料成分与失效

6.3　杂质元素偏聚与晶界脆化失效

6.4　非金属夹杂物与失效

6.5　材料的显微组织与失效

第7章　设计阶段的失误与失效

7.1　机械设计与失效概述

7.2　零件结构与失效

7.3　减小应力集中的措施

7.4　零件材料选择与失效

第8章　工艺因素引起的失效

8.1　概述

8.2　铸造缺陷与失效

8.3　锻造缺陷与失效

8.4　热处理缺陷与失效

8.5　焊接缺欠与失效

8.6　表面形变强化工艺与失效

8.7　机械加工缺陷与失效

8.8　装配中的失误与失效

附录　CVDA-84《压力容器缺陷评定规范》摘要

主要参考文献