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失效分析主要程序

简介失效分析

!"#$%&’()*+,

压力加工

机械工人!

为制造业创造价值

金属件失效分析的主要程序

重庆!"#学会、重庆大学

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冯宝伟

“失效分析”就是对失效件的失效现象进行分析,以确定失效的原因。通常也会对如何防止失效推荐一个解决办法。失效分析的领域非常宽,是涉及许多学科的一门综合性应用学科,得到国内外工程界的普遍重视,对现代工业的发展起着重要作用。在先进国家,失效分析已发展成为一种行业。确定失效的机理(原因)可为改进产品设计、规范操作程序和正确的构件(产品)使用提供可靠的依据。在市场经济的发展环境中,认定失效的原因在确定诉讼的赔偿责任时也能起到决定性的作用。由此可知,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。

由此可见,在一个多元化的环境中,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。现归纳介绍两个美国公认的,也可以说是国际公认的失效分析步骤和顺序,以供参照。

!"#$%%&’失效分析程序

艺过程往往是导致失效的主要原因,如不合格的原材料、各种热加工工艺的错误和机加工、磨削的错误等等。(,)宏观断口形貌检查在裸眼和低倍放大下检查断口表面时,往往可以发现明显的形貌特征,可按照断裂特征和载荷性质之间的关系来推断断裂的模式。

(断口组织)-)微观断口分析包括断口显微形貌(试验和局部化学成分试验,以此确定断裂机理。通常都是采用电子显微镜检查。

(.)金相检验金相试样的制备需在失效件上切片,这可能要求有关各方在切片前取得一致。金相检验材料的显微组织,有助于确认热处理的质量情况,为失效原因提供依据。

(/)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。在不允许对失效件作破坏性取样时,可以用硬度试验来推断其力学性能,如屈服强度等。

((’)失效模拟模拟失效原因,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。这是非常昂贵但却很可信的试验,只有在特殊需要下才做。

(")*+失效分析程序

!"##$%是美国失效分析的权威人士,&’’&年又有失效

分析的新著作发表。!"##$%失效分析的程序如下:(()失效情况的描述必须以技术文件的形式记述失效的历史情况。如失效的特征过程、失效件的原设计要求以及失效件的使用情况和环境。特别是有关的照片资料和多媒体资料。

(&)裸眼观察失效件失效后的总体形貌也应记入上述文件,而且必须进行断口表面或其他重要的失效特征的保护,不得造成任何损害。

(应力分析)当失效件是重要))机械设计分析(

的承载构件时,应进行强度分析(应力分析),正确评估其承载能力或其他力学性能。这有助于确定失效件是否具有足够的尺寸和合适的形状,以满足设计要求,从而可能找出失效的原因。

(*)化学成分设计分析据此可考察材料的力学性能、工艺性能和抗腐蚀性能。

(+)制造过程及其各工艺环节分析

错误的加工工

012是美国金属学会的缩写,012是金属失效分析

行业的权威机构。其失效分析过程包括几个方面:

(()收集背景资料并选取试样。(裸眼观察并作记&)对失效零件进行初步考察(录)。

())无损检测分析。(包括硬度与韧性试验等)。*)力学性能试验(

(整理试+)选择、标记编号、保存所有的试样(样)。(断口表面、二次裂,)宏观断口组织检查及分析(纹及其他表面现象,含扫描电镜检查)。

(包括光学显微镜及电-)微观显微镜检查及分析(

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