失效分析复习材料
第一章
1、失效：当这些零件失去了它应有的功能时，则称该零件失效失效的三种情况：
（1）零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等而完全丧失其功能；
（2）零件在外部环境作用下，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，如由于磨损导致尺
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。
2、失效分析 Failure Analysis：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。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。第二章
1、失效的主要形式及原因
序号失效类型失效形式
直接原因
1 过量变形失效
a. 扭曲（如花键）
b. 拉长（如紧固件）
c. 胀大超限（如液压活塞缸体）
d. 高低温下的蠕变（如动力机械）
e. 弹性元件发生永久变形
由于在一定载荷条件下发生过量变形，零件失去应有功能，不能正常使用。
2 断裂失效
一次加载断裂（如拉伸、冲击、持久等）
由于载荷或应力强度超过当时材料的承载能力而引起。
环境介质引起的断裂（应力腐蚀、氢脆、液态金属脆化，辐照脆化和腐蚀疲劳等）
由于环境介质、应力共同作用引起的低应力脆断。
疲劳断裂：低周疲劳，高周疲劳。弯曲、扭转、接触、拉-拉、拉-压、复合载荷谱疲劳与热疲劳，高温疲劳等。
由于周期（交变）作用力引起的低应力破坏。
3 表面损伤失效
磨损：主要引起几何尺寸上的变化和表面损伤（发生在有相对运动的表面）。主要有粘着磨损和磨粒磨损。
由于两物体接触表面在接触应力下有相对运动造成材料流失所引起的一种失效形式。
腐蚀：氧化腐蚀和电化学腐蚀，冲蚀，气蚀，磨蚀等。局部腐蚀和均匀腐蚀。
环境气氛的化学和电化学作用引起。
2、失效的来源：
设计问题;材料选择上的缺点;加工制造及装配中存在的问题;不合理的服役条件。 3、残余应力的产生：（1）热处理残余应力（2）焊接残余应力（3）表面化学热处理引起的残余应力（4）电镀引起的残余应力（5）切削加工残余应力（6）铸造残余应力
4、残余应力影响：
对静强度的影响；对硬度的影响；对疲劳强度的响（一般，当承受交变应力的构件存在压缩残余应力时，构件的疲劳强度提高；当存在拉伸残余应力时，构件的疲劳强度下降。）；对脆性破坏和应力腐蚀开裂的影响。 5、消除残余应力的方法：
（1）去应力退火（2）回火或自然时效处理（3）加静载（或动载）（4）火焰烘烤法第三章1、材料失效分析的步骤： 1，调查失效事件的现场 2，收集背景材料 3，深入研究分析 4，
综合归纳所有信息并提出初步结论 5，重现性试验或证明试验 6，确定失效原因并提出建议措施 7，写出分析报告等内容。 2、不同断口的处理方法：
（1）在干燥大气中断裂的新鲜断口防止锈蚀，防止手指污染断口及损伤断口表面；（2）对于断后被油污染的断口，要进行仔细清洗。（3）在潮湿大气中锈蚀的断口。（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，这层腐蚀产物对分析致断原因往往非常重要。 3、断口分析的任务：
（l）确定断裂的宏观性质。塑性断裂/脆住断裂/疲劳断裂等。
（2）确定断口的宏观形貌。纤维状断口/结晶状断口；有无放射线花样及有无剪切唇等（3）查找裂纹源区的位置及数量。裂纹源区的所在位置是在表面、次表面还是在内部，裂纹源区的数目，在存在多个裂纹源区的情况下，它们产生的先后顺序是怎样的等；
（4）确定断口的形成过程。裂纹是从何处产生的，裂纹向何处扩展，扩展的速度如何等；（5）确定断裂的微观机制。解理型/准解理型/微孔型，沿晶型/穿晶型等；
（6）确定断口表面产物的性质。断口上有无腐蚀产物或其他产物，何种产物，该产物是否参与了断裂过程等。 4、主断面的宏观判断方法：
所谓主断面就是最先开裂的断裂面
（1）利用碎片拼凑法确定主断面；（2）按照“T”型汇合法确定主断面或主裂纹；（3）按照裂纹的河流花样确定主裂纹。
5、断裂源区的判断方法：
裂纹源区是断裂破坏的宏观开始部位。
（1）利用断口上的“三要素”特征确定裂纹源区；（2）利用断口上的“人”字纹特征确定裂纹源区；（3）根据断口上的放射花样确定裂纹源区；（4）根据断口上的“贝纹”线确定裂纹源区。（5）将断开的零件的两部分相匹配，则裂缝的最宽处为裂纹源；（6）根据断口上的色彩程度确定裂纹源区——氧化色（程度），锈蚀情况，油污等；（7）断口表面的损伤情况碰撞，摩擦等；（8）断口的边缘情况剪切唇，毛刺等。 6、解理型断裂，微孔型断裂的形貌特点
（1）解理断裂解理断裂的特点：解理断裂是正应力作用下金属的原子键遭到破坏而产生的一种穿晶断裂。其断裂的特点是，解理初裂纹起源于晶界、亚晶界或相界面并严格沿着金属的结晶学平面扩展，其断裂单元为一个晶粒尺寸。断口形貌特征：河流花样及解理台阶。（2）微孔型断裂微孔型断裂，又叫微孔聚集型断裂，它是指塑性变形起主导作用的一种延性断裂。微孔型断裂的微观电子形貌呈孔坑、塑坑、韧窝、迭波花样。在孔坑的内部通常可以看到第二相质点或其脱落后留下的痕迹，这是区别断裂的主要微观特征。第四章
1、腐蚀疲劳与应力腐蚀开裂的区别P192表格
应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking, SCC）系金属在应力（残余应力、热应力、工作应力等）和腐蚀介质共同作用下，而引起的一种破坏形式。在静拉应力作用下金属的腐蚀破坏，一般称为应力腐蚀开裂；而在交变应力作用下金属的腐蚀破坏，则称为腐蚀疲劳。
特征
应力腐蚀开裂
腐蚀疲劳
应力条件
1、高于临界应力的静拉伸应力、压应力不产生
2、低应变速度的动应力
3、多为残余应力
1、临界值以上具有振幅的动应力（包括压应力）
2、静应力不产生
3、多为工作应力和热应力
材料/介质条件
1、材料与介质一般要有特定的配合
2、容易在材料极耐全面腐蚀的介质中产生
3、温度多在50 C以上
1、材料与介质没有特定的配合，任何介质中均可产生
2、介质的腐蚀性越强，越易产生
3、没有温度限制
裂纹内、外介质pH值裂纹内介质pH值显著低于裂纹外整体工艺介质的pH值
裂纹内介质pH值与裂纹外工艺介质的pH值相近电位条件多出现在钝态不稳定的电位；在活化态也能产生在活化态和钝化态均能发生
表面腐蚀状态
一般没有明显的全面腐蚀（仅有少数例外）通常有较明显的全面腐蚀和点蚀（也有少数例外）出现的部位
多出现在焊接部位、截面形状突变处以及造成应力集中的表面缺陷处（如键槽、点蚀坑、加工划伤等）在光滑表面上较难产生，多出现在构件表面缺陷和形状突变处以及点蚀坑部位裂纹特征
1、宏观裂纹较平直，但多可见分叉、花纹及龟裂
2、微观裂纹一般有既有主干又有分支，裂纹的尖端较锐利
1、观裂纹常见切向和正向扩展的特征，并多呈锯齿状和台阶壮
2、微观裂纹一般没有分叉（仅少数例外），较为平直、或略呈锯齿状，裂纹尖端较钝
断口形貌
1、宏观断口粗糙，多呈结晶状、层片状、放射状和山形形貌；无贝壳状花纹；
2、微观断口：穿晶形为解理或准解理，常有撕裂棱；晶间形呈冰糖块状花样，无辉纹出现
1、宏观断口较平整，呈现有较明显的贝壳状花纹
2、微观断口上可见疲劳辉纹（特别是裂纹的扩展后期），有蚀坑、蚀沟等
2、氢致断裂：由于氢而导致金属材料在低应力静载荷下的脆性断裂，称为氢致断裂，又称氢脆。
3、氢进入金属材料的途径：
（1）金属材料基体内残留的氢：冶炼、焊接、熔铸
（2）金属材料在含氢的高温气氛中加热时，进入金属内部的氢（3）金属材料在化学及电化学处理过程中，进入金属内部的氢（4）金属构件在运行过程中，环境也可提供氢 4、氢致脆断的类型：
（1）溶解在金属基体中的氢原子析出并在金属内部的缺陷处结合成分子状态，由此产生的高压，使材料变脆。钢中的“白点”即属于此种类型。
（2）由环境气氛中的氢在高温下进入金属内部，并夺取钢中的碳形成甲烷，使钢变脆。（3）固溶氢引起的可逆性氢脆。机械零件通常发生的氢致断裂，一般属于此种氢脆。（4）固溶氢引起的氢脆 5、氢致脆断的断口形貌特征：
（1）宏观断口齐平，为脆性的结晶状，表面洁净呈亮灰色；
（2）微观断口沿晶分离，晶粒轮廓鲜明，晶界有时可看到变形线（呈发纹或鸡爪痕花样）；应力较大时也可能出现微孔型的穿晶断裂。
（3）显微裂纹呈断续而弯曲的锯齿状。
（4）在应力集中较大的部位起裂时，微裂纹源于表面或靠近缺口底部。
（5）对于在高温下氢与钢中碳形成CH4气泡导致的脆性断裂，断口表面具有氧化色及晶粒状。（6）氢化物致脆断裂，也属沿晶型的。在微观断口上可看到氢化物第二相质点。第五章
1、疲劳断口的宏观形貌:P149图（自己看书，这是画图题）
2、疲劳断裂失效的一般特征：疲劳断裂的突发性；疲劳断裂应力很低；疲劳断裂是一个损伤积累的过程；疲劳断裂对材料缺陷的敏感性；疲劳断裂对腐蚀介质的敏感性。
3、疲劳断裂原因：
零件的结构形状不合理；表面状态不良；材料及其组织状态；装配与联接效应；使用环境；载荷频谱。 4、疲劳断裂的预防措施：
延缓疲劳裂纹萌生的时间；降低疲劳裂纹的扩展速率；提高疲劳裂纹门槛值的长度（ Kth）；第六章
1、磨损失效的类型：
机械零件因磨损导致尺寸减小和表面状态改变并最终丧失其功能的现象称为磨损失效。（1）粘着磨损（2）磨料磨损（3）疲劳磨损（4）腐蚀磨损（5）冲蚀磨损（6）微动磨损 2、腐蚀失效的基本类型：
点腐蚀失效；缝隙腐蚀失效；晶间腐蚀失效；接触腐蚀失效；空泡腐蚀失效；磨耗腐蚀失效。
第七章金属构件加工缺陷及失效：
1、铸造加工：
1、冷隔冷隔是存在于铸件表面或表皮下的不连续组织，是由两股未能相互融合的金属液流汇合所形成的不规则线性缺陷
2、气孔金属在熔融状态溶解大量气体，在冷凝过程中，绝大部分气体逸出，残余的少量气体则在金属构件内部形成气孔或称为气泡。
3、针孔溶解于合金液中的气体在凝固过程中析出时，因某种原因而残留在铸件形成的针状孔洞，是小于或等于1毫米的小气孔。
4、缩孔由于金属从液态至固态的凝固期间，产生的收缩得不到充分补缩，使铸件在最后凝固部位形成具有粗糙的或粗晶粒表面的孔洞，一般呈倒锥形。
5、疏松铸件组织不致密，存在着细小且分散的孔穴称为疏松（或缩松）。
6、夹杂物固态金属基体内的非金属物质。铸件中常见的夹杂物包括耐火材料、熔渣、熔剂、脱氧产物及铸造金属氧化物等的颗粒，一般又可分为硫化物、氧化物、氮化物和硅酸盐等。
7、偏析合金在冷凝过程中，由于某些因素导致的化学成分不一致称为偏析。
8、热裂纹热裂纹发生在金属完全凝固之前，在固相线附近的液固共存区，由于收缩受阻而形成的裂纹。该裂纹常常延伸到铸件表面，暴露于大气之中，受到严重氧化和脱碳或发生其它大气反应。
9、冷裂纹冷裂纹发生在金属凝固之后，由于冷却时所形成的热应力、组织应力及搬运、清理、校正时的热振作用而产生。
2、锻造加工：
1、折叠锻件一部分表面金属折入锻件内部、使金属形成重叠层缺陷，称为折叠。
2、分层锻
件金属局部不连续而分隔为两层或多层称为分层。 3、锻入的氧化皮一般情况下，金属表面极易氧化，尤其在锻造加热过程中，极易形成表面氧化皮。4、流线不顺锻件流线不沿零件主要轮廓外形分布，严重时会形成涡流，穿流或紊流流线 5、裂纹锻件内部的裂纹有两种类型：内部纵向裂纹和内部横向裂纹。 6、过热与过烧金属坯加热温度超过始锻温度，或在高温下长时间保温，致使奥氏体晶粒迅速长大，或终锻温度过高而剩余变形量(剩余锻造比)又小，这时高温引起的晶粒长大，不能由剩余变形量对晶粒的破碎作用所抵消，因而形成粗晶粒组织的现象，称为过热。过热钢锻件，断面粗糙灰暗，属沿晶断裂，高速钢锻件，断口晶粒粗大，有金属光泽，属穿晶断裂。锻件加热温度接近熔点温度，或长时间在氧化性气氛的高温炉中保温，不仅使奥氏体晶粒极为粗大，而且炉中的氧以原子形式渗入晶界处，使Fe，S等元素氧化，形成低熔点的氧化物或共晶体，造成晶界早期熔化，破坏了晶粒间的联系，这种现象称为过烧或烧毁。过烧的钢在锻造时一触即裂，裂口宽大，裂纹沿晶扩展，两侧严重氧化脱碳，沿晶界形成网状氧化物夹杂及脱碳组织。
2、 3、焊接加工：
1、焊接裂纹焊接裂纹是指焊件在焊接或焊后的退火、存放、装配，使用过程中产生的各
种裂纹，它是焊接缺陷和焊接应力共同作用的结果。 2、气孔溶入熔池焊缝金属中的气体(CO2、H2、N2、水蒸汽等)，在金属凝固前未来得及逸出，而在焊缝金属表面或内部形成的孔穴称气孔。 3、夹渣夹渣是指焊后残留在焊缝金属内部或熔合线上的熔渣或非金属夹杂物。4、焊缝成形不良不良的焊缝外形包括有焊瘤、咬边和焊缝外形尺寸不符合要求等。 5、未填满焊缝金属不足，沿焊缝长度方向在焊缝表面形成的连续或断续沟槽。 6、未焊透未焊透是指母材与母材，熔敷金属与熔敷金属，母材与熔敷金属之间局部未熔化的现象。 7、过烧特征：金属强烈氧化，在电极周围有金属熔化的痕迹，有蜂窝孔和较大的外部飞溅。（PS: 以上第七章内容为一必考大题，需要总结，用重点回答）
4、热处理：
1、氧化、脱碳所谓氧化是材料中的金属元素在加热过程中与氧化性气氛(氧、二氧化碳、水蒸气等)发生作用，形成金属氧化物层（氧化皮）的一种现象。所谓脱碳是钢铁材料在加热过程中表层的碳与加热介质中的脱碳气体（氧、氢、二氧化、水蒸汽等）相互作用而烧损的一种现象。
2、内氧化内氧化是合金内部沿晶界形成氧化物相或脱碳区的现象。发生内氧化的构件，其断口呈粗糙状，或者沿晶形成黑色的氧化物状。 3，淬火裂纹 5、机加工： 1，表面粗糙 2，深沟痕 3，鳞片毛刺 4，加工精度不符要求 5，表面机械损伤 6，切削变形及裂纹 7，“R”加工过小第八章
（自己看书，考试案例内容为第2，4，6，8，10节其中一个）齿轮疲劳开裂分析：
过早断裂，与载荷有关，与材料有关，与环境有关
载荷――有无异常；材料――有无问题：夹杂、组织状态等；环境――有无腐蚀性介质。 1 齿轮开裂形态
2 断口分析
开裂面呈现枯木状撕裂形态，其上有许多块状碎裂的夹杂物以及二次裂纹；断口上难以观察到明显的疲劳断裂形成的疲劳条痕，只在局部晶粒上有类似与疲劳条痕的断裂形态，在二次裂纹部位可以观察到裂纹内有较多的碎块状夹杂，两侧晶粒有明显的摩擦痕迹，断面边缘也有明显的磨损挤压形态。 3 材质分析
齿轮齿面的组织形态特征与心部基本相同。组织中有较大的夹杂物和铸造缺陷。
（1）齿轮表面尤其是齿根部位硬度偏低。一方面齿根部要承受齿轮运转中轮齿啮合时的较大弯曲应力；另一方面，齿轮啮合时表面产生较严重的磨损和接触疲劳，形成齿面上的剥落坑，使得齿轮在传动过程中产生冲击和较大的振动。低硬度的齿根不能承受这样的载荷，疲劳裂纹即从轮齿根部形成并扩展。
（2）粗大的铸态组织和夹杂物以及钢中的铸造缺陷提高了裂纹的扩展速率，导致疲劳裂纹快速扩展，加速了断裂过程。
（3）从齿轮齿面磨损和剥落坑形态以及断齿的疲劳区与最后瞬断区的比例可以看出，齿轮的实际运行载荷较大，为裂纹的形成和扩展提供了力学条件。 4 分析结论
（1）齿轮的断裂属于疲劳断裂，疲劳裂纹起源于齿沟根部。齿轮齿沟根部承受最大的交变应力，当材料疲劳强度不足以承受载荷作用力时，即发生疲劳性质的断裂。
（2）齿轮材料存在较严重的组织缺陷，有铸造缺陷和较大尺寸的夹杂物，这使得材料的疲劳抗力降低。
（3）齿面硬度相对较低，致使齿轮在传动过程中齿面形成严重磨损，在接触应力作用下，齿面形成接触疲劳损伤。 4、建议
（1）按照齿轮使用条件合理选择齿轮用材料和处理工艺，保证足够的齿面硬度和良好的组织状态。
（2）对齿轮运转状况进行全面测试，以获得齿轮运行状况的具体数据，为齿轮的设计、加工提供依据。（注：本题不能像上面那样答，因为考试所提供的信息不完整，最好参考第三章的材料失效分析的步骤）
1、什么是失效？最常见的失效形式有哪几种？
机械构件由于组织与性能发生变化而引起不能完成指定功能时，称之为失效。最常见的失效形式有机械力破坏、腐蚀性破坏、高温破坏。
2、什么是失效分析？失效分析有何意义？
失效分析是指分析研究构件的断裂，表面损伤及变形等失效现象的特征及规律的一门技术。意义：失效分析对改进产品设计，选材等提供依据，并防止或减少断裂事故发生；通过失效分析还可以预测可靠性；可以提高机械产品的信誉，并能起到技术反馈作用。
3、材料失效分析的基本原理是什么？
首先经由鉴定何物及何种情况下破坏，其次推断如何破坏，最后判定为何破坏。
4、材料失效分析基本步骤是什么？
a、外观检视、勘验及调查；
b、断口观察；
c、断口成分分析；
d、其他相关检测
e、推断破坏机制；判定破坏肇因。
5、什么是断裂？什么是断口？常用断口分析方法有哪些？金属的完全破裂称为断裂。断裂后的自然表面称为断口。
断口分析方法：断口光学显微镜分析；断口的电子显微镜分析；离子探针分析。 1.破坏成分分析有那几种？破坏成分分析有什么意义？
答：a：表面分析（分析深度小于5nm）；次表面分析（分析深度小于1000nm）；本体成分分析（材料内部化学成分）。
b：意义：在断口形貌观察分析无法确定失效原因的情况下需借助破坏成分分析技术以确定材料破坏的真正机制。其中本体成分分析是为了确定材料选用是否有误而进行的。
2. 表面成分分析仪器有哪几种？举一例说明其工作原理。
答：a：俄歇光谱器，光电子化学分析仪，二次离子质谱仪，离子散射光谱仪，激光拉曼光谱仪。
b：俄歇光谱仪（AES）利用入射电子束把原子最低层电子打出，当上层电子降下来增补此空缺时，释放的能量可再激发另一高能阶电子放出，即俄歇电子，俄想电子的动能与以上所提供能阶有关，而能阶又是各种不同元素辨识的指标，因此由能量分析可判定原来的成分元素经过标准样品校准后可作定量分析，利用外加离子溅射可同时做成分深度分析。
3.次表面成分分析仪器有哪几种？举一例说明其工作原理。
答：a：电子微探分析仪，X射线荧光分析仪，X射线衍射仪，卢瑟福后向散射光谱仪，穆斯堡尔光谱仪。
b:X射线荧光分析仪利用X光束把原子最内层电子打出，当上层电子降下来填补空缺时，能阶差激发出X光放出，由此可进行成分定性分析，而X光的强度由元素含量决定。因此，可以获得定量分析结果。 4.什么是非破坏性检测？非破坏性检测有何意义？
答：a、非破坏性检测是利用声、光、热、电、磁和射线等物理因子与待检测物质相互作用，在不破坏待检测物的内、外部结构及使用性能下，对其内部和表面缺陷的位置、大小、形状、
种类分布等进行检测。意义：非破坏性检测实在材料完全破坏或破坏初期，检测其裂缝位置、大小、形状种类及分布，及时采取措施成为材料失效的预警技术。
5.常用的非破坏性检测方法包括哪些？对比起优缺点，举一例说明其工作原理。答：非破坏性检测方法有:渗透检测法、涡流检测法、磁粉探伤法、射线透视法、超声波探伤法。
各种方法优缺点对比如下：
方法优点缺点渗透检测法成本低、设备可携带、操作简单需彻底清理表面、无法测知缺陷深度、对紧密缺陷的检测有困难
涡流检测法
可自动化快速检测检测深度小、信号分析需训练磁粉探伤法对紧密缺陷灵敏、检测速度快、成本低
只限于顺磁材料、检测后需去磁射线透视法可提供永久记录、对密度变化检测灵敏灵敏度随厚度增加而降低、横向缺陷无法检测、具有放射性成本高
超声波探伤法检测快速、设备可携带、可自动化需使用液体介质、信号分析需训练、对复杂组件检测困难
6.机械力破坏类型有哪两种？什么是恒力破坏？什么是疲劳破坏？答：（1）机械力破坏类型有恒力破坏和疲劳破坏（2）恒力破坏是指材料所受应力形式固定的破坏
（3）疲劳破坏指材料所受应力的大小或方向不断循环改变而产生的破坏 7.恒力破坏有哪几种类型？什么是延性破坏？什么是疲劳破坏？
答：（1）恒力破坏有延性破坏和脆性破坏
（2）延性破坏：材料受到固定机械应力作用，首先发生弹性变形，继而发生塑性变形，再逐步延续至材料断裂。
（3）疲劳破坏：材料受到固定机械应力作用，首先发生弹性变形，当应力继续增加，材料开始破坏直接断裂。
8.恒力破坏的宏观和微观特征分别是什么？
答：（1）宏观特征：1.脆性破坏宏观特征：破断区没有明显缩颈，端口呈光亮状。2.延性破坏宏观特征：明显缩颈，破断面阴暗状，其特征复杂，可归为杯椎状破裂，双杯状破裂，锐刀状破裂，剪短，点状破裂，超塑性破裂。
（2）微观特征：1.脆性破裂微观特征：a.沿晶脆性破坏：完整晶粒裸露形貌。B.穿晶脆性破坏：特定结晶裸露的解理形貌，如河川状条纹解理面舌状物突起解理面。2.延性破坏微观特征：窝坑状。
9.残余应力按不同的分类方法分别有哪几种形式？
答：（1）按应力相互作用或平衡范围分类：1.宏观应力 2.微观应力 3.超显微应力（2）按应力产生过程分类：铸造应力，焊接残余应力，切削加工残余应力，热处理残余应力，镀层残余应力，表面硬化残余应力。（3）按金属学分：体积应力，组织应力，镶嵌应力（4）按引起应力的工艺机械分类：结构残余应力，工艺残余应力，（5）按存在的长短分类：暂时残余应力，永久性残余应力（6）按物理学分类：热残余应力，相变残余应力，加工残余应力 10.残余应力的检测方法有哪些？
答：检测方法有：1.钻孔法2.X光衍射量测法3.超声波量测法
1腐蚀破坏形式有哪几种？简要说明其特征。
答：腐蚀破坏可分为无机械力作用腐蚀破坏（均匀腐蚀，孔蚀，间隙腐蚀，晶间腐蚀，电偶腐蚀及去合金腐蚀）和有机械力作用腐蚀破坏（应力腐蚀，疲劳腐蚀，氢脆，液态金属脆裂及磨损腐蚀）。
2什么叫应力腐蚀？应力腐蚀破裂有什么特性？
答：是指材料在特定的环境中受到固定的机械应力所产生的加速破裂。特性：材料断裂时
的应力低于其抗拉强度甚至屈服强度。材料与环境间有很强的选择性。
材料破坏方式可能沿晶或穿晶，甚至可能沿晶与穿晶并存。拉伸应力与压缩应力均可形成应力腐蚀破坏。 3应力腐蚀失效机制有哪几种？
答：电化学模式，阳极溶解模式，机械模式，氧化层破坏模式，应力吸附模式，氢脆模式。 4应力腐蚀破裂断口有什么特征？
答：宏观上，除了脆性断裂特征，经常可见到裂缝以及半椭圆形方式自材料外围以一处或多处起始向材料内部传播。
微观上，如为穿晶破断，常显现准解理破坏特征，并且在其裂缝进展方向可见到许多羽毛状结构。如为沿晶破断，断裂面可见到晶粒状光滑表面，如为氢脆机制破断，大都是沿晶断裂，但光滑晶粒表面上会有许多小洞或鱼刺状类似眼角皱纹结构。 5什么叫腐蚀疲劳破裂？腐蚀疲劳破裂有哪些特性？
答：腐蚀疲劳破裂是指材料在腐蚀环境中受到重复循环应力，其疲劳寿命减少的失效现象。特征：多裂纹平行无分枝穿晶钝态：无腐蚀生成物有蚌壳状条纹活性：无腐蚀生成物无蚌壳状条纹
6腐蚀疲劳破裂机制是什么？对比分析腐蚀疲劳破裂、应力腐蚀和单纯疲劳破坏的特征。答：机制是机械疲劳作用力和腐蚀作用力的协和效应，两者有竞争关系。当机械疲劳作用力占优势，失效行为接近单纯疲劳断裂，断口有蚌壳状条纹疲劳特征，反之，失效行为接近应力腐蚀破坏，断口看不到蚌壳状条纹疲劳特征。 7什么是氢脆？氢脆失效特征是什么？答：氢脆是指氢原子侵入材料内部并且在一些晶格缺陷聚集而形成氢分子，体积膨胀导致材料内部破裂。
8什么叫液态金属脆断？液态金属脆断的失效机制是什么？
答：液态金属脆断是指固态金属在受应力状态下与另一液态金属接触，导致液态金属渗入固态金属内部而产生脆裂。失效机制有两种截然不同的理论，分别呈现出沿晶与穿晶破断特征。 9高温破坏有哪几种类型？
答：包括高温化学力破坏和高温机械力破坏。
10什么是高温氧化机制、高温热盐腐蚀机制、高温断裂机制？
答：高温氧化机制亦为一电化学反应，金属氧化层是由金属离子或氧离子扩散至气体/金属的界面，并在此处发生氧化还原反应所生成的。
高温热盐腐蚀机制有两种包括碱性溶解与酸性溶解。
高温断裂机制包括晶界偏析，晶界析出，晶界扩散，晶界运动，晶界滑移，晶界熔融。 11高温断裂及其破坏特征是什么？
答：蠕变回火脆裂晶界疫害凝固破裂冷却破裂摩擦破裂热震破裂 12高温破坏的预防措施有哪些？
答：一、高温氧化的预防措施 1.保护性氧化层的性质 2.提升氧化层的附着力 3.涂覆保护镀层。
二、高温热盐腐蚀的预防措施 1.保护涂层 2.腐蚀抑制剂。三、高温断裂的预防措施避免各种有害的晶界特性产生，包括材料成分中减少对晶界有害的元素、避免造成晶界脆化的加热制程及添加晶界强化合金元素。 11、疲劳断裂的预防措施：
延缓疲劳裂纹萌生的时间；降低疲劳裂纹的扩展速率；提高疲劳裂纹门槛值的长度 12磨损失效的预防措施
1）改进结构设计机制造工艺；2）改进使用条件提高维护质量；3）改进工艺措施 4）材料选择；5）表面处理
填空：
1.常见的断裂分类有：
1）根据断裂时变形量的大小，将断裂失效分为两大类，即脆性断裂和延性断裂。
2）按裂纹走向与金相组织的关系，将断裂失效分为穿晶断裂和沿晶断裂。
3）按断裂机制与形貌将断裂失效分为：1）按断裂机制进行分类，分为微孔型断裂、解理型（准解理型）断裂、沿晶断裂及疲劳型断裂等。2）按断口的宏观形貌分类，分为纤维状、结晶状、细瓷状、贝壳状及木纹状，人字形、杯锥状等。3）按断口的微观形貌分类，分为微孔状、冰糖状、河流花样、台阶、舌状、扇形花样、蛇形花样、龟板状、泥瓦状及辉纹等。4）按加工工艺或产品类别对断裂进行分类：1）按加工下艺分类，有铸件断裂、锻件断裂、磨削裂纹、焊接裂纹及淬火裂纹等。2）按产品类别分类，有轴们断裂齿轮断裂、连接件断裂压力容器断裂和弹簧断裂等。
2.失效分析可分为：事前分析、事中分析和事后分析。
3.腐蚀产物的去除方法有化学法、电化学法及干剥法等。
4.解理断裂的微观形貌特征主要是：河流花样及解理台阶，除此之外尚有舌状花样、鱼骨状花样、扇形花样及羽毛花样等以及珠光体解理。
5.典型的疲劳断口的宏观形貌结构可分为疲劳核心、疲劳源区、疲劳裂纹的发展区、裂纹的快速扩展区及瞬时断裂区等五个区域。
二、判断
1.缩孔：由于金属从液态至固态的凝固期间，产生的收缩得不到充分补缩，使铸件在最后凝固部位形成具有粗糙的或粗晶粒表面的孔洞，一般呈倒锥形。
2.点腐蚀：只有在特定的介质中才能发生点腐蚀。当介质中的氯离子和氧化剂（如溶解氧）同时存在时，容易发生点腐蚀、大部分设备发生的点腐蚀失效都是氯化物和氯离子引起的。
3.晶间腐蚀：某种材料是否发生晶间腐蚀取决于材料／介质体系的特征。在这种体系中，材料的晶界区域比晶粒本体的溶解速度大，所发生的腐蚀即为晶间腐蚀。
只有那些能使不锈钢的晶界呈现活化状态，而晶粒呈现钝化状态的介质环境，才会发生晶间腐蚀。
金属发生晶间腐蚀后，在宏观上几乎看不到任何变化，几何尺寸及表面金属光泽不变，但其强度及延伸率显著降低。
4.在一般情况下，当应力较小、腐蚀介质较弱时，应力腐蚀裂纹多呈沿晶扩展；相反，当应力较大、腐蚀介质较强时，应力腐蚀裂纹通常是穿晶扩展。
5.微孔型断裂的宏观表现：宏观塑性的微孔断裂（提高材料的塑变抗力防止）、宏观脆性的微孔断裂（提高材料的断裂韧度）。
6.冷脆金属低温脆断断口的宏观特征：结晶状，并有明显的镜面反光现象。冷脆金属低温断裂断口的微观形貌具
有典型的解理断裂特征：河流花样、台阶、舌状花样、鱼骨花样、羽毛状花样、扇形花样等。
7.准解理断裂：从材料方面考虑，必为淬火加低温回火的马氏体组织，回火温度低，易产生此类断裂。为了防止此类断裂，最有效的办法就是提高钢材的抗低温脆断的能力，即降低钢材的脆性转折温度。
三、名词解释
1.第一类内应力是指存在于整个物体或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（-2)mm; 第三类内应力是在原子尺度范围保持平衡的应力，尺寸为10（-3）～10（-6)mm.
2.断口的宏观分析是指用肉眼或放大倍数一般不超过30倍的放大镜及实物显微镜，对断口表面进行直接观察和分析的方法。
3.应力腐蚀开裂是在静拉应力作用下金属的腐蚀破坏。
4.接触疲劳：材料表面在较高的接触压应力作用下，经过多次应力循环，其接触面的局部区域产生小片或小块金属剥落，形成麻点或凹坑，最后导致构件失效的现象。
5.石墨化脆性：含硅高的碳素工具钢或弹簧钢，经热处理后，常出现硬度不足，加工表面粗糙度大，或在使用中脆断。其断口一般呈黑灰色，无金属光泽，并可见石墨夹杂物或石墨碳颗粒，这种现象称石墨化脆性。
四、简答
1.失效的来源
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
2.断口处理措施：
1）在干燥大气中断裂的新鲜断口，应立即放到干燥器内或真空室内保存，以防止锈蚀，并应注意防止手指污染断口及损伤断口表面；对于在现场一时不能取样的零部件尤其是断口，应采取有效的保护，防止零件或断口的二次污染或锈蚀，尽可能地将断裂件移到安全的地方，必要时可采用油脂封涂的办法保护断口。
2）对于断后被油污染的断口，要进行仔细清洗。先用汽油去除油污，然后再用丙酮、三氯甲烷、石油醚或苯类等有机溶剂溶去残留物，最后用无水乙醇清洗再吹干。如果仍不能去除彻底，可用蒸汽或超声波法进一步去除。
3）在潮湿大气锈蚀的断口，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，这层腐蚀产物对分析致断原因往往是非常重要的，因而不能轻易地将其去掉。但是，为了观察断口的形貌特征而必须去除时，应先对产物的形貌、成分及相结构进行仔细的分析后，再予以去除。
3.解理致断原因分析
1)从材料方面考虑，通常只有冷脆金属才能发生解理断裂。
2)构件的工作温度较低，即处在脆性转折温度以下。
3)只有在平面应变状态下才能发生解理断裂，或者说构件的几何尺寸属于厚板情况。
4）晶粒尺寸粗大。
5）宏观裂纹的存在。
除此之外，加载速度大及活性介质的吸附作用都促进解理断裂的发生。
4.低温脆断的条件及影响因素
1）只有冷脆金属才会发生低温脆断。
2）环境温度低于脆性转折温度。
3）构件几何尺寸较大，构件处于平面应变状态。
五、分析报告
失效分析的步骤
1．现场调查
（l）保护现场。在防止事故进一步扩展的前题下，应力求保护现场不被破坏，如果必须改变某些零件的位置，应先拍照或做出标记。（2）查明事故发生的时间、地点及失效过程（3）收集残骸碎片，标出相对位置，保护好断口。(4）选取进一步分析的试样，并注明位置及取样方法。（5）询问目击者及其他有关人员，了解有关情况。( 6 ）写出现场调查报告。2．收集背景材料
（1）设备的自然情况，包括设备名称，出厂及使用日期，设计参数及功能要求等。(2）设备的运行记录，要特别注意载荷及其波动，温度变化，腐蚀介质等。(3）设备的维修历史情况。(4）设备的失效历史情况。（5)设计图样及说明书、装配程序说明书、使用维护说明
书等。(6）材料选择及其依据。(7)设备主要零部件的生产流程。(8）设备服役前的经历，包括装配、包装、运输、储存、安装和调试等阶段
(9）质量检验报告及有关的规范和标准。在进行一项失效分析工作时，现场调查和收集背景材料是至关重要的，可以说是前提和根本。通过现场调查和背景材料的分析、归纳．才能正确地制定下步的分析程序。因此，作为失效分析工作，必须重视和学会掌握失效设备（构件）相关的各种材料。有时．由于各种原因，分析人员难以到失效现场去，
这样就必须明确地制定需要收集材料的内容，由现场工作人员收集。收集背景材料时应遵循实用性、时效性、客观性以及尽可能丰富和完整等原则。
3.技术参里复验
1）材料的化学成分。(2）材料的金相组织和硬度及其分布。(3）常规力学性能。(4）主要零部件的几何参量及装配间隙。
4.深入分析研究
（1）失效产品的直观检查（变形、损伤情况，裂纹扩展，断裂源）。(2）断口的宏观分析及微观形貌分析（常用扫描电子显微镜）(3）无损探伤检查（涡流、着色、磁粉、同位素、
x 射线、超声波等）。(4）表面及界面成分分析（俄歇能谱等）。(5）局部或微区成分分析（辉光光谱、能谱、电子探针等）。(6）相结构分析（X 射线衍射法）。(7）断裂韧度检查，强度、
韧性及刚度校核。
5.综合分析归纳，推理判断提出初步结论。
根据失效现场获得的信息、背景材料及各种实测数据，运用材料学、机械学、管理学及统计学等方面的知识，进行综合归纳、推理判断，去伪存真、由表及里地分析后，初步确定失效模式，并提出失效原因的初步意见和预防措施。
6.重现性试验或证明试验。
为了验证所得结论的可靠性，对于重大事件，在条件允许的情况下，应进行重现性试验或对其中的某些关键数据进行证明试验。如果试验结果同预期的结果一致，则说明所得结论是正确的，预防措施是可行的。否则，尚需做进一步分析。
应该注意，在进行重现性试验时，试验条件应尽量与实际相一致。快速试验得出的结果在与实际对比时，应进行合理的数学处理，而不应简单放大或直接应用。
重点：7.撰写失效分析报告
机械产品的失效分析报告通常应包括如下内容：
(l）概述。首先介绍失效事件的自然情况：事件发生的时间、地点，失效造成的经济损失及人员伤亡情况；受何部门或单位的委托；分析的目的及要求；参加分析人员情况；起比时间等。
(2）失效事件的调查结果。简明扼要地介绍失效部件的损坏情况，当时的环境条件及工况条件；当事人和目击者对失效事件的看法；失效零部件的服役史、制造史及有关的技术要求和标准。
(3）分析结果。为了寻找失效原因，采用何种方法和手段，做了哪些分析工作，有何发现，按照认识的自然过程一步步地介绍清楚在这时重要的是证据而不是议论。对于断裂件的分析，断口的宏观和微观分析、材料的选择及冶金质量情况分析、力学性能及硬度的复检、制造工艺及服役条件的评价等分析内容通常是不可缺少的。
(4）问题讨论。必要时，对分析工作中出现的异常情况、观点上的分歧、失效机理的看法等问题进行进一步的分析讨论。
(5）结论与建议。结论意见要准确，建议要具体、切实可行。遗留的问题、尚需进一步观察和验证的问题也应当写清楚。但涉及到法律程序方面的问题，比如，甲方对本次失效事件负
责，应赔偿乙方多少经济损失等，则不属失效分析报告的内容。
材料结构分析习题集 电子显微分析部分习题 习题一 1．电子波有何特征？与可见光有何异同？ 2．分析电磁透镜对电子波的聚焦原理，说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。 3．电磁透镜的像差是怎样产生的，如何来消除和减少像差？4．说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨率？ 5．电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响？说明电磁透镜的景深大、焦长长、是什么因素影响的结果？ 6．试比较光学显微镜成像和透射电子显微镜成像的异同点？ 电子显微分析部分习题 习题二
1．透射电镜主要由几大系统构成？各系统之间关系如何？2．照明系统的作用是什么？它应满足什么要求？ 3．分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜（像平面与物平面）之间的相对位置关系，并画出光路图。 4．成像系统的主要构成及其特点是什么？ 5．样品台的结构与功能如何？它应满足什么要求？ 6．透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置？其作用如何？7．点分辨率和晶格分辨率有何不同？同一电镜的这两种分辨率哪个高？为什么？ 8．复型样品在透射电镜下的衬度是如何形成的？ 9．说明如何用透射电镜观察超细粉末的尺寸和形态？如何制备 样品？ 材料现代分析方法习题集 X射线衍射分析习题 习题一 1．名词解释：相干散射（汤姆逊散射）、不相干散射（康普顿散射）、荧光辐射、俄歇效应、吸收限、俄歇效应。
2．在原子序24（Cr）到74（W）之间选择7种元素，根据它们的特征谱波长（Kα1），用图解法验证莫塞莱定律。 3．若X射线管的额定功率为1.5kW，在管电压为35kV时，容许的最大电流是多少？ 4．讨论下列各组概念中二者之间的关系： 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 5．为使Cu靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。 6．画出MoKα辐射的透射系数（I/I0）-铅板厚度（t）的关系曲线（t取0~1mm）。 7．欲用Mo靶X射线管激发Cu的荧光X射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？8．X射线的本质是什么？ 9．如何选用滤波片的材料？如何选用X射线管的材料？10．实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片。
PCB失效分析技术及部分案例 作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽，PCB已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。但是由于成本以及技术的原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题。 对于这种失效问题，我们需要用到一些常用的失效分析技术，来使得PCB在制造的时候质量和可靠性水平得到一定的保证，本文总结了十大失效分析技术，供参考借鉴。 1.外观检查 外观检查就是目测或利用一些简单仪器，如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜等工具检查PCB的外观，寻找失效的部位和相关的物证，主要的作用就是失效定位和初步判断PCB 的失效模式。外观检查主要检查PCB的污染、腐蚀、爆板的位置、电路布线以及失效的规律性、如是批次的或是个别，是不是总是集中在某个区域等等。另外，有许多PCB的失效是在组装成PCBA后才发现，是不是组装工艺过程以及过程所用材料的影响导致的失效也需要仔细检查失效区域的特征。 2.X射线透视检查 对于某些不能通过外观检查到的部位以及PCB的通孔内部和其他内部缺陷，只好使用X 射线透视系统来检查。X光透视系统就是利用不同材料厚度或是不同材料密度对X光的吸湿或透过率的不同原理来成像。该技术更多地用来检查PCBA焊点内部的缺陷、通孔内部缺陷和高密度封装的BGA或CSP器件的缺陷焊点的定位。目前的工业X光透视设备的分辨率可以达到一个微米以下，并正由二维向三维成像的设备转变，甚至已经有五维（5D）的设备用于封装的检查，但是这种5D的X光透视系统非常贵重，很少在工业界有实际的应用。 3.切片分析 切片分析就是通过取样、镶嵌、切片、抛磨、腐蚀、观察等一系列手段和步骤获得PCB
各类材料失效分析方法 Via 常州精密钢管博客 失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。 失效分析流程 图1 失效分析流程 各种材料失效分析检测方法 1 PCB/PCBA失效分析 PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
图2 PCB/PCBA 失效模爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。 常用手段· 无损检测： 外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像表面元素分析： 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) 显微红外分析(FTIR) 俄歇电子能谱分析(AES) X射线光电子能谱分析(X PS) 二次离子质谱分析(TOF-SIMS)· 热分析：· 差示扫描量热法(DSC) 热机械分析(TMA) 热重分析(TGA) 动态热机械分析(DMA) 导热系数(稳态热流法、激光散射法) 电性能测试： · 击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移· 破坏性能测试： 染色及渗透检测
2 电子元器件失效分析 电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。 图3 电子元器件 失效模式 开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等 常用手段· 电测：连接性测试电参数测试功能测试 无损检测： 开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) 去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) 微区分析技术(FIB、CP) 制样技术： 开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) 去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) 微区分析技术(FIB、CP) 显微形貌分析： 光学显微分析技术 扫描电子显微镜二次电子像技术 表面元素分析： 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) 俄歇电子能谱分析(AES)
一、增长 增长量 = 现期量 — 基期量 增长率 = 增幅 = 增速 = 增长量 ÷ 基期量 =（现期量 — 基期量）÷基期量 年均增长量、年均增长率： 如果初值为A ，第n+1年增长为B ，年均增长量为M ，年均增长率为x?%，则： M= B?A n B =A(1+x ?%)n 增长量 = A 1+m%×m% ， 当m >0 时，m 越大，m%1+m% 越大。 现期量高，增长率高，则增长量高。 同比增长、环比增长 同比增长：与上一年的同一时期相比的增长速度。 环比增长：与紧紧相邻的上一期相比的增长速度。 乘除法转化法： 当0 长38.7%。 问题：2009年我国进出口贸易总额约为（ ）万亿美元。 A.1.6 B.2.2 C.2.6 D.3.0 二、比重 比重 = 分量÷总体量×100% 已知本期分量为A ，增长率为a%，总量为B ，增长率为b%，则： 基期分量占总量的比重： A ÷(1+a%) B ÷(1+b%)=A B ×1+b%1+a% 如果a%>b%，则本期A 占B 的比重( A B )相较基期( A B × 1+b%1+a% )有所上升。 如果a% 课程教案 课程名称：材料失效分析实验 任课教师：刘先兰 所属院（部）：机械工程学院 教学班级： 2011级金属材料工程教学时间：2013—2014学年第二学期 湖南工学院 《材料失效分析》实验 实验课程编码： 学时：6 适用专业：金属材料工程 先修课程：材料科学基础、材料力学性能、金属塑性成型原理、现代材料检测技术等 考核方式： 一、实验课程的性质与任务 帮助学生进一步理解所学知识，加深对一般工程结构和机械零件失效分析的基础知识、基本方法和基本技能的掌握；能够利用所学的知识建立失效分析方法和思路（故障树）；熟悉判断失效零件裂纹源的方法；熟知各类断裂件的断口形貌及断裂机制，分析各种断裂类型、起裂点及断裂过程。 二、实验项目 实验一材料失效中的金相分析法实验（2学时） 实验二零件失效的宏观分析法（2学时） 实验三静载荷作用下的金属材料断裂失效断口分析（2学时） 三、实验报告要求 每个实验均应写实验报告。按统一格式，采用统一封面和报告纸。实验报告内容应包括实验名称、目的、内容和理论基础、实验设备（名称、规格及型号）及材料名称，实验步骤、实验结果、结果分析。 四、其它要求 实验中，注重知识、能力、素质的协调发展，突出学生的创新精神与创新能力的培养。 五、教材和参考资料 1教材： 《材料失效分析》，庄东汉主编.华东理工大学出版社. 2．参考资料： [1]《机械零件失效分析》，刘瑞堂编，哈尔滨工业大学出版社.. [2]《材料成形与失效》，王国凡主编，化学工业出版社. [3]《材料现代分析方法》，左演声主编，北京工业出版社. [4] 《断口学》，钟群鹏主编，高等教育出版社. [5] 《金属材料及其缺陷分析和失效分析100例》，候公伟主编，机械工业出版社. 材料分析测试方法复习题 第一部分 简答题： 1. X 射线产生的基本条件 答：①产生自由电子； ②使电子做定向高速运动； ③在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。 2. 连续X 射线产生实质 答：假设管电流为10mA ，则每秒到达阳极靶上的电子数可达6.25x10（16）个，如此之多的电子到达靶上的时间和条件不会相同，并且绝大多数达到靶上的电子要经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产生一系列能量为hv （i ）的光子序列，这样就形成了连续X 射线。 3. 特征X 射线产生的物理机制 答：原子系统中的电子遵从刨利不相容原理不连续的分布在K 、L 、M 、N 等 不同能级的壳层上，而且按能量最低原理从里到外逐层填充。当外来的高速度的粒子动能足够大时，可以将壳层中某个电子击出去，于是在原来的位置出现空位，原子系统的能量升高，处于激发态，这时原子系统就要向低能态转化，即向低能级上的空位跃迁，在跃迁时会有一能量产生，这一能量以光子的形式辐射出来，即特征X 射线。 4. 短波限、吸收限 答：短波限：X 射线管不同管电压下的连续谱存在的一个最短波长值。 吸收限：把一特定壳层的电子击出所需要的入射光最长波长。 5. X 射线相干散射与非相干散射现象 答： 相干散射：当X 射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时，电子振动时向四周发射电磁波的散射过程。 非相干散射：当X 射线光子与束缚不大的外层电子或价电子或金属晶体中的自由电子相撞时的散射过程。 6. 光电子、荧光X 射线以及俄歇电子的含义 答：光电子：光电效应中由光子激发所产生的电子（或入射光量子与物质原子中电子相互碰撞时被激发的电子）。 荧光X 射线：由X 射线激发所产生的特征X 射线。 俄歇电子：原子外层电子跃迁填补内层空位后释放能量并产生新的空位，这些能量被包括空位层在内的临近原子或较外层电子吸收，受激发逸出原子的电子叫做俄歇电子。 7. X 射线吸收规律、线吸收系数 答：X 射线吸收规律：强度为I 的特征X 射线在均匀物质内部通过时，强度的衰减与在物质内通过的距离x 成比例，即-dI/I=μdx 。 线吸收系数：即为上式中的μ，指在X 射线传播方向上，单位长度上的X 射线强弱衰减程度。 8. 晶面及晶面间距 答:晶面：在空间点阵中可以作出相互平行且间距相等的一组平面，使所有的节点均位于这组平面上，各平面的节点分布情况完全相同，这样的节点平面成为晶面。 晶面间距：两个相邻的平行晶面的垂直距离。 9. 反射级数与干涉指数 答：布拉格方程 表示面间距为d ’的（hkl ）晶面上产生了n 级衍射，n 就是反射级数 λ θn Sin d ='2： 金属材料及零部件失效分析 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。 相关行业 汽车零部件、精密零部件、模具制造、铸锻焊、热处理、表面防护等金属相关行业。 常见失效模式 断裂：韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、液态金属脆化、氢脆 腐蚀：化学腐蚀、电化学腐蚀 磨损：磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、微动磨损、变形磨损 其他：功能性失效、物理性能降级等等 金属失效分析的意义 1. 减少和预防产品同类失效现象重复发生，减少经济损失，提高产品质量； 2. 为裁决事故责任，制定产品质量标准等提供可靠的科学技术依据。 失效分析常用手段 （1）断口分析： 分析断裂源、断口特征形貌，并分析这些特征与失效过程的相互关系。 解理断裂沿晶断裂 （2）金相组织分析 评估组织级别、工艺匹配程度、缺陷等级等等。 （3）成分分析： SEM/EDS； ICP-OES； XRF； 火花直读光谱。 （4）痕迹分析： 分析失效件与成型、使用、环境交互影响留下的细微痕迹。 （5）热学分析：评判材料在热环境使用的合理性。 （6）机械性能分析：评估力学强度、硬度、热性能等指标是否符合使用要求。（7）微区分析：分析表面形貌及微区成分，为失效机理推断提供定性定量依据。（8）极表面分析：对极表面腐蚀产物、微量异物进行定性定量分析。 材料理化检验报告 金相实验室理化检验报告 送验单位 送验品名 检验项目 数 量 编 号 日 期 2 13CrMo44（φ88.9mm ×10mm ） 钢管弯头 1＃（弯头内管试样） 2＃（弯头外管试样） 金相组织 一、金相组织分析 参照GB/T13238-91《金属显微组织检验方法》、GB/T13299-91《钢的显微组织评定方法》GB6394-2002《金属平均晶粒度测定法》，对送检钢管样品的材质进行了金相显微组织检验。 13CrMo44钢的化学成分与我国的15CrMo钢相近，其显微组织应为铁素体和珠光体(有时存在少量的粒状贝氏体)。对送检的金相试样，进行磨制、抛光后经4%硝酸酒精浸蚀，在光学金相显微镜下进行检验，拍摄的显微组织照片如图1—6所示。 国标要求脱碳层二者之和小于0.6mm，还可使用。 按照GB6394-86对钢管的实际晶粒度，内管试样（1＃）和外管试样（2＃）的晶粒均较细，晶粒度为？？？？级。 二、结论 对照GB5310-1995《高压锅炉用无缝钢管》的标准，该钢管的金相组织符合使用要求。 实验者：审核： 1＃图1内管试样内壁×100 1＃图2 内管试样外壁×100 1＃图3 内管试样中部×200 2＃图4 外管试样内壁×100 2＃图5外管试样外壁×100 2＃图6外管试样中部×200 引用标准一览： 1.GB/T13291—91 金属显微组织检验方法 2.GB/T13299—91 钢的显微组织评定方法 3.GB224—87 钢中脱碳层深度测定法 4.GB6394—2002 金属平均晶粒度测定法 5.GB5310—1995 高压锅炉用无缝钢管 6. 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：断 第二章 1、铸态金属常见的组织缺陷：a缩孔：金属在冷凝过程中由于体积收缩而在铸锭或铸件心部形成管状或分散孔洞称为缩孔。细小的缩孔称为疏松。b偏析：金属在冷凝过程中由于某些因素的影响而形成的化学成分不均匀现象。c内裂纹d气泡和白点 2、金属锻造及轧制件缺陷：（1）内部组织缺陷a粗大的魏氏体组织b网络状碳化物及带状组织c钢材表层脱碳（2）钢材表面缺陷：折叠、划痕、结疤、表面裂纹、分层 3、钢中金属夹杂物种类：a脆性夹杂物b塑性夹杂物c半塑性变形的夹杂物 4、脆性夹杂物易成为疲劳断裂的裂纹源原因：对于变形率低的脆性夹杂物，在钢加工变形过程中，夹杂物与钢基体相比变形甚小，由于夹杂物与钢基体之间的变形性的显著差异，造成在夹杂物与钢基体的交界处产生应力集中，导致微裂纹产生或夹杂物本身开裂 5、a比b的危害大的原因：夹杂物的变形率V可在V≈０～１这个范围变化，若变形率低，钢经加工变形后，由于钢产生塑性变形，而夹杂物基本上不变形，便在夹杂物和钢基体的交界处产生应力集中，导致在钢与夹杂物的交界处产生微裂纹，这些微裂纹便成为零件在使用过程中引起疲劳破坏的隐患。 6、焊接裂纹的分类：ａ热裂纹：结晶裂纹、高温液化裂纹、多边化裂纹b再热裂纹c冷裂纹：延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹d:层状撕裂 7、氧化膜应满足以下条件才具有保护性：a除致密和完整以外，金属氧化物本身稳定、难溶、不挥发、不易与介质发生作用而被破坏；b氧化膜与基体结合良好，有相近的热膨胀系数，不会自行或受外界作用二玻璃脱落；c氧化膜有足够的强度和塑性，足以经受一定的应力、应变作用，具有足够强度和抗变形能力。 8、金属氧化膜的生长规律：直线规律、抛物线规律、对数规律、立方规律、反对数规律 9、腐蚀原电池的模型：锌在硫酸溶液中的溶解，同时有氢气自锌表面析出。阳极（氧化）阴极（还原）析氢、吸氧。 阳极：Zn---Zn2+ +2e阴极：2H+ +2e----H2 10、在除氧气的稀硫酸溶液中锌板遭受腐蚀而铜板不受腐蚀的原因：铜的标准电极电位为0.3419V，在除氧的稀硫酸溶液中，H+不能成为铜的氧化剂，铜不发生腐蚀；但当稀硫酸含氧时，铜电极的某些部位发生O2+4H++4e→2H2O，O2消耗电子，还原成H2O，这是O2为氧化剂，铜板受腐蚀。 11裂纹焊接的分类：ａ热裂纹：结晶裂纹、高温液化裂纹、多边化裂纹b再热裂纹c冷裂纹：延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹d:层状撕裂 12、为什么高强材料、大型装备及焊接工艺问世后，低应力脆断事故会不断地出现？传统 教师职业道德这部分就是我们特岗教师考试中会涉及到材料分析的一部分内容，考试中常考察的是08版师德，即三爱两人一终身，今天我们就一起分享一下。 1、爱国守法 热爱祖国，热爱人民，拥护中国共产党领导，拥护社会主义。全面贯彻国家教育方针，自觉遵守教育法律法规，依法履行教师职责权利。不得有违背党和国家方针政策的言行。 分析技巧：涉及教师侵犯学生权利类。 2、爱岗敬业 忠诚于人民教育事业，志存高远，勤恳敬业，甘为人梯，乐于奉献。对工作高度负责，认真备课上课，认真批改作业，认真辅导学生。不得敷衍塞责。 分析技巧： (1)忠诚于人民教育事业：某教师十几年如一日在工作岗位上认真执教等; (2)甘为人梯：人包含学生和新教师两方面; (3)三个认真：认真上课、认真备课、认真辅导学生。 3、关爱学生 关心爱护全体学生，尊重学生人格，平等公正对待学生。对学生严慈相济，做学生良师益友。保护学生安全，关心学生健康，维护学生权益。不讽刺、挖苦、歧视学生，不体罚或变相体罚学生。 分析技巧： (1)爱谁：全体学生——只关注尖子生、设特殊座位等行为均违反该条; (2)怎么爱：尊重学生人格，平等公正对待学生。即不能以学生成绩、家庭背景等因素而有区别对待。 (3)爱哪些方面：安全、健康、权益。 4、教书育人 遵循教育规律，实施素质教育。循循善诱，诲人不倦，因材施教。培养学生良好品行，激发学生创新精神，促进学生全面发展。不以分数作为评价学生的唯一标准。 分析技巧：关注学生全面发展，不以分数作为衡量学生的唯一标准。 5、为人师表 坚守高尚情操，知荣明耻，严于律己，以身作则。衣着得体，语言规范，举止文明。关心集体，团结协作，尊重同事，尊重家长。作风正派，廉洁奉公。自觉抵制有偿家教，不利用职务之便谋取私利。 分析技巧： (1)各个方面为学生做表率和榜样; (2)团结同事; (3)尊重家长。 材料失效分析 关于散装无铅焊料的脆性到塑形断裂的 转变温度的研究 姓名：肖升宇专业：材料科学与工程学号：0926000333 摘要 断裂韧性的散装锡，锡铜无铅焊料，锡银和测量功能温度通过一个摆锤冲击试验（冲击试验）。韧脆断裂转变他们发现，即急剧变化，断裂韧性，相比没有转变为共晶锡铅。过渡温度高纯锡，Sn-0.5%铜和Sn-0.5%铜（镍）合金在- 125℃含有Aｇ的焊料显示过渡在较高温度：在范围78到45–°–°C最高转变温度45℃–°测定锡- 5%银，这是球以上的只有30–°角的增加的银内容变化的相变温度较高的值，这可能与高SnAg3颗粒体积分数的焊料的量。这些结果被认为是非常重要的选择最好的无铅焊料组合物。 简介 由2006年七月份。铅的使用电子在欧洲将被禁止，以及无铅焊料应取代锡铅焊料，常用于微电子领域超过50年。许多以Sn为基体的焊料针对于过去几年进行深入研究，如锡银，铜，Sn-Ag-Cu等等，特别是关于其可靠性，工作是远远没有完成。自从这个“软”铅被从焊料中提取出来之后，导致无铅焊料不容易变行和增长了当地积累的应力水平，这也增加了裂缝成核的概率。这显着影响着主要焊点的失效模式，即焊料疲劳。这是众所周知的一些金属松动的低温延性，并表现出脆性断裂模式。因此，韧性到脆性转变温度是一个重要参数。 至于我们的知识，只有现有无铅合金的数据，见迈耶[1]，显示出锡5％银的转变温度为-25°，相比没有过渡锡，铅-1.5Ag93.5％。这其实是相当令人失望，因为许多标准热 循环试验开始温度低至-40甚至-60℃，这会影响故障模式。此外，这个温度范围也有一些应用程序，例如航天。“本文的目的是研究几大部分含铅量焊料的脆性到韧性骨折转变温度。 实验 众所周知的一个摆锤冲击试验，“摆锤试验”，用以确定在断裂消耗的能源量，这是一个断裂韧性的措施材料，如温度的功能。“实验装置如图1所示。 对７种合金材料做了测试，结果如下： ·99.99wt.%Sn ·Sn-0.7wt.%Cu, ·Sn-0.7wt.%Cu (0.1wt.%Ni) ·Sn-3wt%Ag-0.5wt%Cu, ·Sn-4wt%Ag-0.5wt%Cu ·Sn-5wt%Ag ·Sn-37wt.%Pb,作为参考 根据所进行的测试ASTM E23标准的V型缺口样品大小为 10x10x55mm。对于某些样本大小为5x5x55mm的合金被使用，由于只有有限的物质可用。锤能量为50J和冲击速度为3.8米/秒。能源锤358J被用于多次测量时吸收能量大于50J。结果是由截面样品表面正 3.刚的晶内偏析不可以通过热处理方法予以消除·······（×） 4.钢中氢含量偏高容易导致钢中出现气孔和白点·······（√） 5.魏氏组织会降低刚的强度，但是可以提高钢的韧性···（×） 6.钢中夹杂物会降低钢的塑性、韧性和疲劳强度·······（√） 7.钢的脱碳会降低钢的疲劳程度·····················（√） 8.焊缝延迟裂纹一般与焊缝中的含氢量有关···········（√） 9.焊缝淬火裂纹一般与焊缝中的马氏体有关···········（√） 10.磨损失效是金属构件失效的主要方式··············（×） 11.河流花样和舌状花样是脆性断口和典型微观形貌特征（√） 12.应力腐蚀开裂是应力和腐蚀共同作用的结果·······（√） 13.能谱成分分析技术可以用于钢中碳含量分析·······（×） 14.扫描电镜分析技术是建立在可见光反射原理基础之上的（×） 15.就金属断裂而言，正断可能是韧性的，而切断总是韧性的（√） 1、钢的晶内偏析可以通过何种热处理方法予以消除？ 扩散退火钢加热到上临界点(Ac3或Accm)以上的较高温度（一般为1050～1250℃），经过较长时间的充分保温，然后缓冷的热处理叫扩散退火，也叫均匀化退火。这种退火的目的是，借原子在高温下可以较快的扩散，减少或消除各种合金元素及非合金元素在钢中的显微偏析，使化学成分趋于均匀化，以达到改善钢的组织，提高钢的力学性能的目的。 2、钢中S、P杂质元素容易造成哪些性能缺陷？ S以Fes形态存在于钢中，Fes和Fe形成低共熔化合物，引起热脆。 P虽然可以提高钢的强度和硬度，但会引起塑性和冲击韧性的下降，使韧脆转变温度上升，引起冷脆。 3、钢中H元素容易造成哪些性能缺陷？ 钢中溶解的氢会导致氢脆，白点和氢致延迟断裂等缺陷 一是引起氢脆，即在低于钢材极限应力的作用下，经一定的时间后，突然断裂。二是导致钢材内部产生大量细微裂纹缺陷，即白点，白点使钢材的冲击韧性降低得很多。在钢材纵端面上呈光滑的银白的斑点，在酸洗后的端面上呈较多的发丝状裂纹，白点使钢材的延伸率显著下降，尤其是端面收缩率和冲击韧性降低得更多，有时可能接近于零值。因此具有白点的钢是不能用的，这类缺陷主要发生在合金钢中。 4、魏氏组织对钢有哪些危害作用？ （1）.在最终热处理会有增大变形的倾向；（2）.使钢的力学性能尤其是塑性和冲击韧性显著降低，同时使脆性转折温度升高。魏氏组织不仅晶粒粗大,而且由于大量铁素体针片形成的脆弱面,使金属的韧性急剧下降,屈服强度当然也会降低。 5、钢中夹杂物会降低钢的哪些性能？ 钢中夹杂物包括C、Si、Mn、S、P、N、H、O等 C：随着钢中碳含量的增加，碳钢硬度上升，塑性和韧性降低。在亚共析范围内随着碳含量增加，抗拉强度不断提高。超过共析范围后，抗拉强度随碳含量的增加减缓，最后发展到随碳含量的增加抗拉强度降低。另外，含碳量增加时碳钢的耐蚀性降低，同时碳也使碳钢的焊接性能和冷加工（冲压、垃拔）性能变坏。 Si：硅含量的提高，钢的抗拉强度提高，屈服点提高，伸长率下降，钢的面缩率和冲击韧性显著降低。 Mn：锰对碳钢的力学性能有良好的影响，它能提高钢热轧后的硬度和强度，原因是锰溶入铁素体中引起固溶强化。 S:产生热脆 材料分析复习题 一．-----名词解释 一．名词解释： 光电效应质厚衬度X射线谱特征X射线谱：二次电子系统消光俄歇效应衍射衬度连续谱背散射电子结构因数激发电压等同晶面明场成像暗场成像景深相干散射非相干散射短波限特征谱干涉面衬度焦长晶带复型标准零层倒易面相机常数多重性因子吸收电子 光电效应：以光子激发原子所产生的激发和辐射过程称为光电效应。 质厚衬度：由试样的厚度和密度造成的衬度。 X射线谱： x射线管发出的x射线束的波长和强度的关系曲线。 特征X射线谱：在连续谱的基础上叠加若干条具有一定波长的谱线,称为特征X 射线谱。它和可见光的单色相似，亦称单色X射线。 二次电子：在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子。系统消光：因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象称之为系统消光。 俄歇效应如果原子在入射的x射线光子的作用下， K层电子被击出，L层电子向K层跃迁，其能量差不是以产生K系X射线光量子的形式释放，而是被邻近电子所吸收，使这个电子受激发而逸出原子成为自由电子-----俄歇电子(Auger electrons)。这种现象叫做俄歇效应。 衍射衬度:由于样品中不同晶体(或同种晶体不同位向)衍射条件不同而造成的衬度差别称为衍射衬度。 连续谱：具有连续波长的X射线，构成连续X射线谱，它和可见+ -光相似，亦称多色X射线。（或答：管压很低时，X射线谱的曲线是连续变化的，称连续谱。） 背散射电子：背散射电子是被固体试样表面的原子核反射回来的一部份入射电子，包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。 结构因数F2： 反映了晶胞内原子种类、原子个数、原子位置 对（hkl）晶面衍射方向上衍射强度的影响。 焦长：物平面固定,在保证象清晰的条件下，像平面沿透镜主轴上下移动的距离。（或答：透镜像平面允许的轴向偏差） 等同晶面：晶面间距相同,晶面上原子排列规律相同的晶面. 明场成像：让透射束通过物镜光阑，而把衍射束挡住得到图象衬度的方法叫明场 金属断裂与失效分析（刘尚慈编） 第一章概述 失效：机械装备或机械零件丧失其规定功能的现象。 失效类型：表面损伤、断裂、变形、材质变化失效等。 第二章金属断裂失效分析的基本思路 §2—1 断裂失效分析的基本程序 一、现场调查 二、残骸分析 三、实验研究 （一）零件结构、制作工艺及受力状况的分析 （二）无损检测 （三）材质分析，包括成分、性能和微观组织结构分析 （四）断口分析 （五）断裂力学分析 以线弹性理学为基础，分析裂纹前沿附近的受力状态，以应力强度因子K作为应力场的主要参量。 K I＝ Yσ（πα）1/2 脆性断裂时，裂纹不发生失稳扩展的条件：K I＜K IC 对一定尺寸裂纹，其失稳的“临界应力”为：σc＝K IC / Y （πα）1/2 应力不变，裂纹失稳的“临界裂纹尺寸”为：αc＝（K IC/Yσ）2/π 中低强度材料，当断裂前发生大范围屈服时，按弹塑性断裂力学提出的裂纹顶端张开位移[COD（δ）]作为材料的断裂韧性参量，当工作应力小于屈服极限时： δ＝（8σsα/πE）ln sec(πσ/2σs)不发生断裂的条件为：δ＜δC（临界张开位移） J积分判据：对一定材料在大范围屈服的情况下，裂纹尖端应力应变场强度由形变功差率J来描述。张开型裂纹不断裂的判据为： J＜J IC K IC——断裂韧性；K ISCC——应力腐蚀门槛值 （六）模拟试验 四、综合分析 分析报告的内涵：①失效零部件的描述；②失效零部件的服役条件；③失效前的使用记录；④零部件的制造及处理工艺；⑤零件的力学分析；⑥材料质量的评价；⑦失效的主要原因及其影响因素；⑧预防措施及改进建议等。 五、回访与促进建议的贯彻 §2—2 实效分析的基本思路 一、强度分析思路 二、断裂失效的统计分析 三、断裂失效分析的故障树技术 第三章金属的裂纹 §3—1 裂纹的形态与分类 裂纹：两侧凹凸不平，偶合自然。裂纹经变形后，局部磨钝是偶合特征不明显；在氧化或腐蚀环境下，裂缝的两侧耦合特征也可能降低。 发纹：钢中的夹杂物或带状偏析等在锻压或轧制过程中，沿锻轧方向延伸所形成的细小纹缕。发纹的两侧没有耦合特征，两侧及尾端常有较多夹杂物。 裂纹一般是以钢中的缺陷（发纹、划痕、折叠等）为源发展起来的。 一、按宏观形态分为： （1）网状裂纹（龟裂纹），属于表面裂纹。产生的原因，主要是材料表面的化学成分、金相组织、力学性能、应力状态等与 国际货币基金组织预测世界经济走势 经济增长率(%) 1．从2000年开始，对全球经济最不恰当的描述是( )。 A．大部分国家和地区经济增长缓慢 B．整体增长速度减慢，由此可能进入全球经济衰退期 C．中国和印度等发展中国家的经济发展速度超过传统的发达国家，成为全球经济发展的亮点 D．发展中国家的经济形势要明显好于发达国家 2．经济增长最为缓慢的组织或者国家是( )。 A．美国B．欧元区 C．日本D．俄罗斯 3．从上面的数据表可以得出( )。 A．美国的经济经过短暂的衰退后，会马上繁荣起来 B．日本将很快(在一至两年)走出经济衰退期 C．七国集团的经济规模大于其他国家和组织的总和 D．经济转型国家的经济形势可能趋于稳定 4．从2000年到2002年中国的平均经济增长率最接近的是( )。 A．8．1%B．7．5% C．7．2%D．6．2% 5．下列最能描述三年间的全球经济走势的图表是( )。 以下是某市通过1 038份网上问卷对打折购买商品进行调查的结果。请根据此表回答打折 服装（%）鞋、包（%）家用电器（%）其他商品 商品 消费场所 综合性百货商场43.0 10.2 16.0 18.8 主题商场22.6 25.0 28.4 43.8 超市26.6 47.2 44.4 25.0 小店7.8 17.6 11.2 12.2 A．综合性百货商场B．主题商场C．超市D．小店 7．总的来说网民最少光顾的打折场所是( )。 A．综合性百货商场B．主题商场C．超市D．小店 8．回收的问卷中，愿意选择去综合商场买鞋、包的人数大概有多少？( )。 A．50人B．100人C．200人D．300人9．下列说法不妥的是( )。 A．小店打折没有什么吸引力 B．打折时人们比较喜欢去超市 C．打折时去大商场买衣服合算 D．该调查结果反映了全市的购物倾向 10．接受调查者如购买厕所洁具与餐具一类商品，去主题商场的人数比例一般不会超过( )。 A．30%B．35% C．40%D．45% 根据下面材料回答136~140题。 据一份研究报告测算，1997年我国实现国生产总值74 772．4亿元，其中公有经济实现56 676．2亿元，非公有制实现18 096．2亿元，分别占整个国民经济的75．8%和24．2%。在公有经济中，国有经济实现31 295．6亿元，集体经济实现25 380．6亿元，分别占国民经济的41．9%和33．9%，在混合所有制经济中，公有制经济实现增加值6 517．1亿元，占国生产总值的8．7%，其中国有成分4 860．2亿元，集体成分1 656．9亿元，分别占国生产总值的6．5%和2．2%;混合经济中的公有经济实现增加额比1996年增加了1．7个百分点，其中国有成分和集体成分分别增加了1．5个百分点和0．2个百分点。测算资料表明，所有制经济尤其是国有经济在国民经济中长期处于绝对优势的状况发生了明显变化，非国有经济占国生产总重已达58．1%，非公有制经济在国生产总值中所占比重已由1978年的0．9%上升到1997年的24．2%，成为保证整个国民经济持续发展的重要力量。 11．改革开放以来至1997年，各种经济成分中增长最快的是( )。 上海应用技术学院 研究生课程（论文类）试卷 2 0 15 / 2 0 16 学年第二学期 课程名称：材料失效分析与寿命评估 课程代码：NX0102003 学生姓名：丁艳花 专业﹑学号：材料化学工程 156081101 学院：材料科学与工程学院 凝汽器铁管管壁减薄的失效分析报告 1.失效现象描述 秦山第三核电公司1#700M W重水堆核能发电机组2A凝汽器。该凝汽器从2002年8月起投入使用,实际运行时间8年左右。根据资料记载,1#机组第3次例行大修时,管外壁减薄程度较轻,但在第4次例行大修时发现管外壁减薄程度加深,在2010年5月第5次例行大修时发现部分钛管外壁减薄现象相当明显。各机组凝汽器缺陷管主要分布在冷凝管塔式分布的最外侧。据专业人员介绍,大修后对缺陷管抽管检查后发现,管壁减薄主要集中在支撑板处,减薄位置和减薄程度各不相同。如果让异常减薄缺陷管继续运行,有可能引起管穿孔的泄漏事件。 2.背景描述 凝汽器是大型汽轮机循环设备中的重要环节。其中的冷凝管起到将蒸汽凝结成水的作用,是凝汽器中的核心部件。冷凝管一旦发生破损将导致冷却水泄露并污染循环水,从而会对整个系统的正常运行造成严重影响。因此冷凝管的选材质量决定了凝汽器的安全可靠性与使用寿命。工业纯钛作为冷凝管最常用的材料,具有良好的力学性能与耐蚀性能。在复杂运行工况下,纯钛材料仍有可能发生磨损、腐蚀等常见的材料失效现象,引发冷凝管破损并导致冷却水泄露并污染循环水,由此对凝汽器的正常运行带来安全隐患。若不找到这一过早失效的真正起因,并采取有效的防护措施,最终必将导致钛管泄漏,不但经济损失巨大,甚至有可能引发重大安全事故。 国内关于凝汽器钛管的案例的产生原因大致可分为以下几类： 第一类,由于相关方面施工建造时就存在不当操作或不当设计导致运行中出现落物砸伤或凝汽器自身运行故障。如国华太仓发电超临界机组发生凝汽器钛管泄露导致冷凝水水质不合格,其原因在于上部低压加热器表面隔板未按规定安装,导致隔板掉落砸伤引起泄露。再如未充分考虑到钛管共振问题由于钛管本身管壁极薄(0.5mm到0.7mm),强烈的震动极易导致铁管破裂引起泄露,这点在宝钢电厂与大亚湾核电站的运行中已经得到了证实此外还存在着钛管板间焊接质量不良， 南京XXXX 大学失效分析报告 姓名： XXXX学号：XXXXXXXX 学院：X 专业：X 题目：X 2015年11月南京 一、背景 有5根要求分析的螺栓如图1,其中有2根是失效的（1根已断裂1根已近断裂），另3根外表完好；5根螺栓材料、规格、处理方式是相同的，材料是SCM432、表面经过磷化处理、强度等级为10.9；且称失效件之工作寿命在400小时以内，是作为发动机零件且同发动机一起进行台架试验的时候断裂的，螺栓安装方法为：扭距40N.M,再拧三个90°即270°，工作温度为100℃以内，受力方式为链接两个零件间的分离力；其它诸如热处理工艺、表面处理工艺、螺栓成形加工方式、具体工作状况、具体规格等均不明；且断裂件螺栓断口已有较严重的污染、与之相匹配的另一断口未收到（因为另一半断口可能存在更多信息于失效分析亦非常重要），对失效分析有一定的负面影响,要求分析螺栓的断裂原因。 图1来样宏观形貌（其中黄色标识为失效零件) 二、样品信息 样品名称 螺栓 样品型号 不明 样品数量 5 材料 SCM432 处理方式 不明 三、样品化学成分 元素 C Si Mn P S Cr Mo Ni Cu Wt% 0.31 0.070 0.94 0.014 0.005 0.21 0.086 0.029 0.079 四、硬度测试 根据GB/T 4340.1-2009、GB/T 230.1-2009、ASTME140-05对样品进行硬度测试，设备为HVS-1000和HDI-1875，测得结果如下： 根据GB/T3098.1-2000得标准为320~380HV 、32~39HRC ，所以试样硬度正常。 五、宏观断口分析 5根要求分析的螺栓如图1,其中有2根黄色标识是失效的（1根已断裂1根已近断裂），两根失效零件的失效部位类似均离顶端相同距离，应属螺栓受力部位之第一根螺齿根部；图2显示“已近断裂”之零件之失效部位形貌，有明显裂纹；图3显示断裂之断口形貌有较严重的污染现象；清洗后断口形貌如图4,从断口来看，属低周高应力弯曲疲劳；有两个分别呈半圆形A 及月牙形B 且较为平坦的断口部分，隐约可见贝壳花样，面积约占整个断口 50%, 断口中间部位C 较为粗糙亦约占50%; A 及B 区属疲劳断的断裂源区及扩展区，断裂源于螺栓的螺纹齿根部（图4黄色箭头所指），A 区与B 区断口部分在整个断口部位呈对称现象；C 区属瞬断区，可见服役受力较大；C 区及齿根部形貌如图5、6,瞬断区基本呈45度角，齿根部并未发现明显的宏观裂纹；图7及图8 分别为A 及B 区之断口形貌可见有较多的台阶状特征；A 区的断裂源区形貌如图9、扩展区如图10; C 区的微观断口形貌如图11、12可见韧窝状特征；B 区的断裂源区形貌如图13、扩展区如图14;断口侧面垂直处表面形貌可见图15、16有较 测试部位 1 2 3 平均值 零件表面HRC 33.4 33.7 33.6 33.6 零件心部HV1 331 337 335 334 1、从前，沧州城南有一座临河寺庙，庙前有两尊面对流水的石兽，据说是“镇水”用的。一年暴雨成灾，大庙山门倒塌，将那两尊石兽撞入河中。庙僧一时无计可施，待到10年后募金重修山门，才感到那对石兽之不可或缺，于是派人下河寻找。按照他的想法，河水东流，石兽理应顺流东下，谁知一直向下游找了十里地，也不见其踪影。这时，一位在庙中讲学的先生提出他的见解：石兽不是木头做的，而是由大石头制成，它们不会被流水冲走，石重沙轻，石兽必然于掉落之处朝下沉，你们往下游找，怎么找得到呢？旁人听来，此言有理。不料，一位守河堤的老兵插话：我看不见得，凡大石落入河中，水急石重而河床沙松者应求之于上游。众人一下子全愣住了：这可能吗？老兵解释道：“我等长年守护于此，深知河中情势，那石兽很重，而河沙又松，西来的河水冲不动石兽，反而把石兽下面的沙子冲走了，还冲成一个坑，时间一久，石兽势必向西倒去，掉进坑中。如此年复一年地倒，就好像石兽往河水上游翻跟头一样。”众人听后，无不服膺。寻找者依照他的指点，果真在河的上游发现并挖出了那两头石兽。 请运用马克思主义哲学有关原理，结合材料回答问题： (1)庙僧按照常理，认为石兽应顺流而下，从真理的具体性分析其失当之处？(4分) (2)守河堤老兵关于石兽“逆流而上”的见解对我们辩证的思考问题有何启示？并举一例说明之。(6分) 【答案要点】(1)任何真理都是具体的，抽象的真理是没有的。真理的具体性是指真理是在一定时间、地点、条件下主观对客观的符合，它要受条件的制约，并随条件的变化而变化；离开具体的时间、地点和条件，真理就是抽象的、无意义的。河水东流，石兽顺流东下，这是常理，但它是在一定条件下才是有效的。庙僧的失当之处在于离开了一定的条件，抽象的对待常理，因而判断失误。(4分) (2)所谓辩证地思考问题，就是用联系的、发展的、全面的观点,特别是用对立统一的观点看问题, 从对立中把握同一,从同一中把握对立。守河堤老兵不受已有思维定势的束缚，根据实际中的具体情况，提出解决问题的新思路，其见解对我们的启示是，对任何问题都要加以辩证地思考，多角度的或从相反方向去思考和解决问题。(3分)举出历史上或现实生活中有关逆向思维和“换位思考”的一个事例(故事亦可)，说明所蕴含的辩证思维特征。(3分) 2、以下是关于我国水资源及其开发利用的材料： 材料1 中国可利用的水资源仅占世界的7%，全国人均淡水是2400立方米，仅为世界人均占有量的1/4，而且长江以南的水资源占全国的80%，长江以北占20%，其人均占有量是世界人均占有量的1/20。1999年全国年污水排放总量为606亿立方米，其80%未经处理直接排入江河湖库。缺水的北方农业，采用传统的漫灌方法，浪费十分严重。1998年中国长江等流域发生特大洪灾，表面上是水多了，实质上是森林过度采伐，生态环境严重恶化，蓄水保水作用减弱所致。 ——摘自2001年5月21日《光明日报》 材料2 当人类改造自然能力显著提高，有能力迅速将自然环境和物质转化为经济效益之后，就往往偏爱于眼前利益，忽略了所取得效益的由来和根本，演变为国家、地区、部门、集团对资源的竞相占有甚至导致总体失控，进而遭到自然界的报复。滥垦滥伐导致水土流失；围垦《材料失效分析》实验教案2014上.
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