失效分析基本方法

失效分析的程序和步骤失效分析是一种用于识别和解决系统或设备失效问题的方法。

它通过仔细的观察和分析失效现象，找出失效原因，并采取相应的措施来修复或防止失效的再次发生。

下面将介绍失效分析的基本步骤和常用程序。

1.收集相关信息：在进行失效分析之前，首先需要收集相关的信息和数据。

这包括失效现象的描述、相关历史记录、设备的技术参数、使用条件等。

2.确定失效的范围和目标：在进行失效分析时，需要明确分析的范围和目标。

这可以帮助专家集中精力分析关键部分，更好地解决问题。

3.制定研究方案：根据收集到的信息和目标，制定研究方案。

这包括确定所需的实验、测试、分析方法和工具。

4.实施实验和测试：根据制定的方案，进行必要的实验和测试。

这包括对失效现象进行再现性测试，测量相关的物理量和参数等。

5.分析测试数据：根据实验和测试的结果，对数据进行仔细的分析。

这包括对数据的统计处理、趋势分析、相关性分析等。

6.确定失效原因：根据数据分析的结果，确定失效的原因。

这可能涉及到不同层面的分析，包括物理层面、材料层面、设计层面、制造层面等。

7.提出解决方案：根据确定的失效原因，提出相应的解决方案。

这可能需要进行工艺改进、设计修改、部件更换等。

8.实施解决方案：根据提出的解决方案，进行相应的实施。

这包括对设备进行修复、改进、更新等操作。

9.验证解决方案：在实施解决方案后，进行必要的验证。

这包括对修复后的设备进行功能测试、性能测试等，以确保解决方案的有效性。

10.记录和总结：对整个失效分析过程进行记录和总结。

这有助于积累经验，提高问题解决能力，并为今后的类似问题提供参考。

失效分析的程序和步骤并没有固定的模式，具体的程序和步骤可能因问题的性质、复杂度和资源的限制而有所不同。

在实际应用中，可能需要结合专业技术和经验来灵活地进行失效分析，并不断地进行迭代和改进。

同时，要充分利用各种技术手段和工具，如扫描电镜、红外热像仪、故障模式与失效分析（FMEA）等，以提高分析的准确性和效率。

第三章失效分析思路方法和基本程序• 3.1 失效分析的思想方法1.整体观念原则设备失效要考虑的对象不仅仅是设备，要把设备---环境—人当作一个系统来考虑a.失效构件与邻近非失效构件之间的关系b.失效构件与周围环境的关系c.失效构件与操作人的各种关系大胆设想可能与环境发生哪些问题，逐个列出失效因素，对照调查，检测，试验数据再逐个排除，特别是大型构件更要如此.2.从现象到本质的原则失效的表现是现象原因才是本质许多失效表现出一定的现象，如一个断口出现贝壳花样；又知道其承受交变载荷，就可认定失效类型是疲劳，但还要进一步弄清为什么会发生疲劳失效，找出原因才是本质。

3.动态原则位置机械产品对周围的环境相对运动变化之中条件设计参量和操作工艺指标只能是一个分析的参考量。

甚至存放在仓库的新产品也要认为在动态中。

内部受力条件会变化，外部温度、介质会变化，产品本身的某些因素也会变化。

4.两分法原则好的方面任何事物、事件一分为二不好的方面失效分析中对任何事物、事件都要一分为二，名牌、进口和质量好的产品也会失效，也会出现设计不当或材料问题。

5.立体原则客观事物在不同的时空范围内是变化的a.对同一设备在不同的服役阶段或不同的环境就会具有不同的性质。

b.同一工况条件构件的不同部位也会产生不同的失效模式失效分析要多方位综合考虑问题。

6.比较方法、历史方法、逻辑方法失效与已失效系统进行比较,依赖过去失效资料积累分析,分析比较综合归纳作出判断和推类。

3.2 相关性分析的思路及方法1.按失效零件制造全过程和使用条件进行分析（1）审查设计使用条件设计包括标准选用导致零件失效设计判据条件（估计不足）高应力区缺陷标准（选用不当）截面变化太陡判据（不准）倒角过小表面质量过低（2）材料分析选用不当热处理不合理成分不合格材料夹杂物超标导致失效产生组织不合要求材料各向异性冶金缺陷（3）加工制造缺陷铸造缺陷锻造缺陷焊接缺陷缺陷冷加工缺陷导致失效产生碰伤表面缺陷腐蚀表面缺陷装配不当缺陷（4）使用和维护情况分析超载超温超速问题频繁启动停车导致失效产生润滑问题冷却问题保养问题2.根据产品的失效形式及机械模式进行分析根据产品的失效表现形式进一步分析失效模式分析导致失效的内因和外因找出失效原因（后面详细讲解）3.“四M”分析思路及方法1）man人操作人员的情况分析工作态度责任心大小玩忽职守人主观臆断造成失效违章操作缺乏经验反映迟钝技术低能2）Media 环境产品使用状态下的环境情况分析载荷状态变化载荷大小变化载荷方向变化环境周围温度导致失效周围湿度周围尘埃腐蚀介质3）Machine 设备情况分析分析材料的选择结构设计加工制造水平造成失效安装水平运输保护措施4）Management 管理情况分析作业程序保护措施管理辅助工作造成失效使用工具维护保养3.3 系统工程的分析思路及方法▪ 1. 复杂系统▪除常规影响因素外▪还有人的因素和软件因素，用相关性及物理检测无法解决，必须采用系统工程来解决。

失效分析方法与步骤1.背景资料的收集和分析样品的选择2.失效零件的初步检查（肉眼检查及记录）3.无损检测4.机械性能检测5.所有试样的选择、鉴定、保存以及清洗6.宏观检验和分析（断裂表面、二次裂纹以及其他的表面现象）7.微观检验和分析8.金相剖面的选择和准备9.金相剖面的检验和分析10.失效机理的判定11.化学分析（大面积、局部、表面腐蚀产物、沉积物或涂层以及微量样品的分析）12.断裂机理的分析13.模拟试验（特殊试验）14.分析全部事实，提出结论，书写报告（包括建议在内）以上是失效分析的全部过程，当然具体到某个失效零件，不一定都要这些过程，要根据失效零件的复杂程度，具体分析。

失效分析报告的主要部分1.对坏零件的说明2.破坏时的工作条件3.以前的工作历史4.零件的制造和加工工艺5.失效的力学和冶金研究6.质量的冶金评价7.失效机理的总结8.预防类似事故的措施失效分析时要回答的问题断裂的先后次序确定了吗？如果失效涉及开裂或断裂，那么起点确定了吗？裂纹起源于表面还是表面以下？开裂是否于应力集中源有关？出现的裂纹有多长？载荷有多大？加载类型：静态、循环或间断？断裂机理是什么？断裂时的大概工作温度是多少？是温度造成的吗？是磨损造成的?是腐蚀组成的吗？是那种类型的腐蚀？使用了合适的材料吗？材料质量符合标准吗？材料的机械性能符合标准吗？坏零件是否经过适当的热处理？坏零件是否制造正确？零件的安装正确吗？零件在使用过程中经过修理吗？修理是否正确？零件是否经过适当的跑合？能修改零件设计以防止类似的事故吗？目前正在使用的同样零件也可能出现事故吗？如何才能防止呢？注意：要把根据事实得到的结果和根据推测得到的结论区别开来。

失效分析第三章 失效分析的基本方法1. 按照失效件制造的全过程及使用条件的分析方法：（1）审查设计（2）材料分析（3）加工制造缺陷分析（4）使用及维护情况分析2. 系统工程的分析思路方法：（1）失效系统工程分析法的类型（2）故障树分析法（3）模糊故障树分析及应用3. 失效分析的程序：调查失效时间的现场；收集背景材料，深入研究分析，综合归纳所有信息并提出初步结论；重现性试验或证明试验，确定失效原因并提出建议措施；最后写出分析报告等内容。

4. 失效分析的步骤：（1）现场调查 ①保护现场 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询问目击者及相关有关人员，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。

（3）技术参量复验 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（5）综合分析归纳，推理判断提出初步结论（6）重现性试验或证明试验5. 断口的处理：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，必要时可采取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。

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。