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期末开卷考试题库：地质大学失效分析及答案一、失效分析1.1 定义失效分析是指对地质大学中出现的失效现象进行系统性研究，以确定失效原因和解决方案的过程。
1.2 失效类型地质大学失效主要包括以下类型：- 设备失效：由于设备老化、磨损、操作不当等原因导致的设备性能下降或失效。
- 数据失效：由于数据丢失、数据损坏、数据泄露等原因导致的数据无法正常使用。
- 系统失效：由于系统漏洞、系统崩溃、系统被攻击等原因导致的系统无法正常运行。
- 人为失效：由于人为操作失误、人为破坏、人为疏忽等原因导致的事故或问题。
1.3 失效原因地质大学失效原因主要包括以下几点：- 技术原因：由于技术水平不足、技术更新不及时等原因导致的技术问题。
- 管理原因：由于管理不善、管理不规范等原因导致的管理问题。
- 环境原因：由于环境变化、环境恶劣等原因导致的环境问题。
- 人为原因：由于人员素质不高、人员培训不足等原因导致的人为问题。
二、失效分析流程失效分析流程主要包括以下几个步骤：1. 收集信息：收集失效现象的相关信息，包括失效时间、失效地点、失效设备等。
2. 确定失效类型：根据失效现象，确定失效类型，如设备失效、数据失效等。
3. 分析失效原因：分析失效原因，包括技术原因、管理原因、环境原因等。
4. 提出解决方案：根据失效原因，提出相应的解决方案，如改进技术、加强管理等。
5. 实施解决方案：将解决方案付诸实践，进行实施和跟踪。
6. 总结经验教训：对失效分析过程进行总结，提炼经验教训，以避免类似失效现象的再次发生。
三、失效分析案例以下是一个地质大学失效分析的案例：3.1 失效现象某地质大学实验室的一台钻机在使用过程中突然停止工作，无法启动。
3.2 失效类型经过初步判断，该失效属于设备失效。
3.3 失效原因1. 技术原因：钻机长时间使用，导致机械部件磨损严重，无法正常工作。
2. 管理原因：实验室管理人员对钻机的维护保养工作不到位，导致设备过早失效。
地质大学期末考试：失效分析的题目及答案参考失效分析题目一、选择题（每题2分，共10分）1. 失效分析的主要目的是什么？A. 确定产品的使用寿命B. 确定失效的原因和机制C. 评估产品的可靠性D. 预防失效的发生2. 以下哪项不是失效分析的步骤？A. 数据收集与分析B. 原因识别C. 风险评估D. 解决方案的制定与实施3. 以下哪种方法不常用于失效分析？A. 故障树分析B. 统计过程控制C. 案例研究D. 能量分析4. 在进行失效分析时，以下哪种做法是错误的？A. 考虑所有可能导致失效的因素B. 优先考虑最可能的原因C. 忽略不可能的原因D. 对每个可能的原因进行详细的分析5. 以下哪种工具不常用于失效分析的数据收集与分析？A. 数据表格B. 流程图C. 帕累托图D. 数学模型二、填空题（每题2分，共10分）1. 失效分析的目的是为了识别和________失效的原因。
2. 在进行失效分析时，首先需要进行的是________。
3. 失效分析的步骤包括：________、原因识别、风险评估、解决方案的制定与实施。
4. 故障树分析是一种________方法，用于识别导致失效的所有可能原因。
5. 在进行失效分析时，应该________所有可能导致失效的因素，而不是仅仅关注最可能的原因。
三、简答题（每题5分，共15分）1. 请简要描述失效分析的主要步骤。
2. 请解释为什么在进行失效分析时，不应该忽略不可能的原因。
3. 请举例说明如何使用统计过程控制进行失效分析。
四、案例分析（25分）某航空公司最近遭遇了一系列发动机失效事件，导致严重的安全问题。
作为航空公司的一名工程师，你被要求进行失效分析，以确定失效的原因，并提出相应的解决方案。
1. 收集与失效事件相关的所有数据，包括失效时间、地点、飞机型号、发动机型号、失效原因等。
2. 分析收集到的数据，识别可能导致失效的原因。
3. 对每个可能导致失效的原因进行详细的分析，确定其对失效的影响程度。
期末开卷考试：地质大学失效分析题库及参考答案一、选择题1. 地质失效分析主要研究的是什么？- A. 地球的形成和演化- B. 地质灾害的发生原因- C. 矿产资源的分布规律- D. 岩石和矿物的物理特性参考答案：B. 地质灾害的发生原因2. 下列哪个因素不是导致地质灾害的内因？- A. 地震- B. 坡度- C. 水文条件- D. 人类活动参考答案：D. 人类活动3. 下列哪个地质灾害与地震有关？- A. 泥石流- B. 崩塌- C. 滑坡- D. 岩溶塌陷参考答案：C. 滑坡4. 地质失效分析的常用方法包括以下哪些？- A. 直接观测法- B. 实验室试验法- C. 数值模拟法- D. 统计分析法参考答案：A. 直接观测法、B. 实验室试验法、C. 数值模拟法、D. 统计分析法5. 下面哪个工程中常用地质失效分析方法进行安全评价？- A. 隧道工程- B. 桥梁工程- C. 水利工程- D. 建筑工程参考答案：A. 隧道工程二、简答题1. 请简述地质失效分析的定义和意义。
参考答案：地质失效分析是研究地质灾害发生的原因和机制，通过对地质体的力学性质和环境条件进行分析，评估地质体的稳定性和失效潜力，为工程建设和灾害防治提供科学依据。
其意义在于预测和防控地质灾害，保障人类生命财产安全，促进可持续发展。
2. 请列举常见的地质灾害类型。
参考答案：常见的地质灾害类型包括地震、滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降、岩溶塌陷等。
3. 地质失效分析方法中，数值模拟法的基本原理是什么？参考答案：数值模拟法基于物理力学原理和数值计算方法，通过建立地质体的数学模型，采用有限元、有限差分等数值计算方法，模拟地质体受力和变形的过程，预测地质体的稳定性和失效潜力。
4. 地质失效分析方法在工程建设中的应用有哪些？参考答案：地质失效分析方法在工程建设中可以用于隧道工程、桥梁工程、水利工程等工程项目的地质灾害评估和安全评价，为工程设计、施工和运营提供科学依据，减少地质灾害风险，保障工程的安全可靠性。
1、模具寿命：因磨损或其他形式的失效、终至不可修复而报废之前所加工的产品的件数。
2、模具失效：模具受到破坏，不能通过修复而继续服役时叫做模具的失效。
3、模具寿命与产品成本的关系？产品成本随着模具寿命的增加而下降。
4、产品成本的因素：模具材料，制造工艺。
5、模具失效分类：①磨损失效（磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、气蚀和冲蚀磨损、腐蚀磨损）②断裂失效③塑性变形6、磨损失效：由于表面的相对运动，从接触表面逐渐失去物质而使模具的尺寸发生变化或改变了模具的表面状态使之不能继续服役。
7、模粒磨损：外来硬质颗粒存在工件与模具接触表面之间，刮擦模具表面，引起模具表面材料的脱落。
8、粘着磨损:工件与模具表面相对运动时，由于表面的凹凸不平，粘着的结点发生剪切断裂，使模具表面材料转移到工件上或脱落的现象。
9、脆性断裂：断裂时不发生或发生较小的宏观塑性变形的断裂，分为一次性断裂和疲劳断裂。
10、多种形式的交互作用：①磨损对断裂及塑性变形的促进作用：磨损沟痕可成为裂纹的发源地。
当有磨损形成的裂纹在有利于其向纵深发展的应力作用下，就会造成裂纹。
模具局部磨损后，会带来承载能力的下降以及易受偏载，造成另一部分承受过大说我盈利而产生塑性变形。
②塑性变形对磨损和断裂的促进作用：局部塑性变形后，改变了模具零件间正常的配合关系。
如模具间隙不均匀，间隙变小，必然造成不均匀磨损，磨损速度加快，促进磨损失效。
另塑性变形后，模具间隙不均匀，承力面变小，会带来附加的偏心载荷以及局部应力过大，造成应力集中，并由此产生裂纹，促进断裂失效。
11、模具寿命的影响因素：模具结构、模具工作条件、模具材料性能、模具制造、模具管理与维护12、圆角半径对模具寿命的影响？采取啥措施？过小的凸模圆角半径在板料拉深中增加成形力，在模锻中，易造成锻件折叠缺陷。
过小的凹模圆角半径会使局部受力恶化，在圆角半径处产生较大的应力集中，易萌生裂纹，导致断裂。
大的圆角半径使模具受力均匀，不易产生裂纹。
失效分析 XXX期末开卷考试题库及答案失效分析是一种通过对失效零件的分析来确定失效原因并提出改进措施的技术。
其中，断裂是机械零件失效最常见也是危害最大的一种形式。
失效分析工作者通常从致断原因的角度出发，将机械零件的断裂失效分为过载断裂失效、疲劳断裂失效、材料脆性断裂失效、环境诱发断裂失效以及混合断裂失效等类型。
除此之外，还有正常失效，如耗损失效，生产者一般不承担责任。
焊接残余应力是一种常见的失效原因，直接应力是形成焊接残余应力的主要原因。
铸造残余应力则是由于组织和成分不同而产生的组织应力。
受平面拉应力的典型零件是各式各样的薄壁压力。
在交变应力作用下，金属材料发生损伤的现象称为疲劳。
当工作载荷超过金属构件危险载面所能承受的极限载荷时，构件发生的断裂称为过载断裂。
失效的诱发因素包括力学因素、环境因素及时间。
失效率按使用时间可分为早期失效期、偶然失效期和耗损失效期。
据调查统计，在失效的原因中，设计和制造加工方面的问题占56%以上。
有时，在零件的一种应力集中源上又叠加了另一种形式的应力集中源，如在缺口上刻有划痕，此时的应力集中程度应用复合理论应力集中系数来表示。
4.微孔型断裂是指塑性变形起主导作用的一种延性断裂。
5.防止微孔型断裂的主要措施是减小构件中的裂纹尺寸。
1.防止构件发生断裂的措施包括消除或减小构件上的裂纹尺寸、细化晶粒、消除或减少金属材料中的有害物质以及采用双相钢代替单一的马氏体组织材料。
2.预防沿晶断裂失效的措施通常有提高材料的纯洁度，减少有害杂质元素的沿晶界分布、严格控制热加工质量和环境温度，防止过热、过烧及高温氧化、减少晶界与环境因素间的交互作用以及降低金属表面的残余拉应力，以及防止局部三向拉应力状态的产生。
3.为了提高材料的断裂韧度，应尽量减少促使微孔形成的内在因素，其措施包括纯化金属，减少有害杂质的含量，使有害杂质以固溶状态存在以及发挥韧性相的作用。
1.所谓故障树分析就是分析各种事件（系统组元的状态变化）之间的逻辑关系，分清正常事件和异常事件（失效事件），再找出失效原因。
地质学校期末考试题目及解析：失效分析
一、题目
1.1 选择题
以下哪项是失效分析的主要目的？
A. 评估设备的可靠性
B. 预测未来的失效
C. 确定失效的原因
D. 提出改进措施
1.2 判断题
失效分析只能针对已经发生的失效进行分析和处理。
（对/错）1.3 简答题
简述失效分析的基本步骤。
二、解析
2.1 选择题解析
正确答案：C
解析：失效分析的主要目的是确定失效的原因，以便采取相应
的措施避免失效的再次发生。
2.2 判断题解析
正确答案：错
解析：失效分析不仅可以针对已经发生的失效进行分析和处理，还可以对潜在的失效风险进行评估和预防。
2.3 简答题解析
失效分析的基本步骤包括：
1. 数据收集：收集失效现象的相关信息，如失效时间、地点、
环境等。
2. 失效现象分析：分析失效现象的特点，如失效模式、失效原
因等。
3. 原因分析：深入分析失效的原因，包括原材料、工艺、设备
等方面的因素。
4. 验证分析：通过实验或模拟等方式，验证失效分析结果的准
确性和可靠性。
5. 提出改进措施：根据失效分析结果，提出针对性的改进措施，以避免失效的再次发生。
6. 改进效果评估：对改进措施的实施效果进行跟踪和评估，确
保改进措施的有效性。
以上是关于地质学校期末考试题目及解析：失效分析的详细内容，希望对您有所帮助。
1.试用一个经典的案例说明材料失效分析与基础学科及应用学科之间的关系（不少于400字，配图片）答：材料失效分析的经典案例：醇胺贫富液换热器列管腐蚀穿漏图1测试分析用的失效管子及拉杆套管损坏部位：靠近壳程热流体进口处的管子、管程冷流体热端处的管子。
表面观察：①管内外表面均可见棕色表面覆盖层，在没有坑洞的表而用锉刀轻轻锉一下能看见银白色的金属光泽，说明均匀腐蚀轻微。
②严重腐蚀区的管子外表面分布很多凹坑，深浅不一，有些凹坑已穿透管壁厚，大多凹坑为敞口椭园截面坑洞。
③拉杆套管的腐蚀损坏比换热管更严重。
根据这个图片和实物可以通过以下方法分析材料的失效：1）.管材的化学成分测定2）.换热管的金相分析4）.腐蚀原因分析结果讨论：材料的断裂和腐蚀是材料失效中最常见的两种形式。
这两种失效在工程实际中经常会造成极大的破坏和损失。
分析和判断出材料失效的原因，同时找出有效的预防措施，防止类似的失效重复发生，是工程实际中经常遇到的难题。
材料失效分析需要应用机械、力学、物理、化学、数学、电子技术等多方面知识，需要借助现代分析测试技术，从宏观到微观，从定性到定量，从单项到综合的系统性分析。
上述图片实例也充分说明了在对材料失效分析时需要用到很多的基础学科，尤其是物理和化学。
而且在应用学科方面如现代显微测试技术等都是具有很好的代表性。
材料的失效分析离不开这些学科！要做好材料的失效分析我们就应该在实践的基础上将学科的知识和一些先进技术相结合应用！2.试用两个实际的失效案例说明材料失效分析的重要意义（要求既有文字说明，又有图片说明，文字不少于800字）答:发生在我们生活中的材料失效的案例很多，材料的失效也有很多的类型，不同的材料在不同的外界环境，使用环境和其本身的性质会使失效的形式也会不一样。
下面是两个实际的材料失效的案例：实例一:图1:曲轴及断裂部位进口万吨级远洋货轮主机曲轴断裂如上图曲轴及断裂部位材料的背景资料：1）主机参数：额定功率为8820 kW单缸功率为735kW最高转速480r/min，常用转速400 r/mi n ；2）曲轴参数：材料相当于35CrMoA中国），轴颈©二400mm质量约15t ;3）质量要求：曲轴整体锻造，调质后才可交付使用（按规定）。
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吋，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rti于磨损导致尺寸超渥等；（3）零件虽然能够工作，也能完成规定功能，但继续使用吋，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、蛍脆、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、失效的來源：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。
失效分析复习资料1.当这些零件失去了它应有的功能时，则称该零件失效2.“失效”与“事故”是两个不同的概念，必须加以区别。
事故是指一种后果，它可以是由于“失效”引起的，也可能是其他原因造成的。
3.通常所说的失效分析是指事后分析4.分析的主要目的是寻找失效的原因5.废品分析的对象是不符合技术标准的产品及半成品6.通常按照产品失效后的外部形态将失效分为：过量变形、断裂及表面损伤7.失效率按照时间可分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期和耗损失效期8.早期失效是产品使用初期的失效;偶然失效是产品在正常使用状态下发生的失效9.消除和调整残余应力的方法：A去应力退火B回火或自然处理C 机械法10.失效系统工程分析法的类型：A故障树分析法B特征——“因素分析法“C事件时序树分析法D故障率预测法E失效模式及后果分析法F模糊数学分析法11.所谓故障树分析就是分析各种事件（系统组元的状态变化）之间的逻辑关系，分清正常事件和异常事件（失效事件），再找出失效原因12.过载断裂失效断口的一般特征的三个特征区：纤维去、放射区及剪切唇“三要素”13.断口上的“三要素”是塑性过载的基本特征14.第一类回火脆性（低温回火脆性或回火与马氏体脆性）不可逆，断裂为穿晶型准解理，与杂质无关;第二类回火脆性（高温回火脆性或回火脆性）可逆，断裂为沿晶断裂，与杂质有关15.由宏观塑性的解理断裂的宏观脆性的解理断裂过度，在此时的极限塑性起源于o，这种过度的临界温度称为脆性转折温度16.环境致脆断裂失效包括：应力腐蚀开裂、氢致断裂、腐蚀疲劳、热疲劳及低熔点金属致脆断裂等17.应力腐蚀开裂：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18.应力腐蚀开裂的基本条件：弱的腐蚀介质，不大的拉应力和特定的金属材料构成的特定的腐蚀系统19.低熔点金属的接触致脆断产生的条件：1金属零件与低熔点金属长时间接触2存在拉应力和较高的温度条件3基体金属与低熔点金属存在一定的环境体系4加载速度20.金属材料在外力作用下，缓慢而连续不断地发生塑性变形，这样的现象称为蠕变现象，所发生的的变形称为蠕变变形，由此导致的断裂称为蠕变断裂21.疲劳断裂断口上的三个区域：疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区22.疲劳辉纹中暗区的凹坑为细小的韧窝花样23.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（三角形Kth）；24.六种主要磨损失效的特征及判断（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25.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工艺措施4材料选择5表面处理26.按腐蚀的分布形态可分为：全面腐蚀和局部腐蚀（危害更大）27.局部腐蚀按其形态又可分为：点腐蚀、缝隙腐蚀、晶向腐蚀、接触腐蚀失效、空泡腐蚀失效、磨耗腐蚀失效28.零件失效即失去其原有功能的含义包括三种情况A零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等，从而完全丧失其功能B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C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。
(a) 1－纤维区；2－放射区； 3－剪切唇 (b) 1－纤维区；2－放射区； 3－最后破坏区 (c)1－纤维区；2－放射区；3－剪切唇第一章 问答题1零件失效即失去其原有功能的含义包括哪些种情况？（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 失效分析与生产现场所进行的废品分析的区别？涉及的专业知识、采用的思想方法及分析手段等方面，有许多共同之处。
在分析的对象、分析的目的及判断是非的依据等方面是不同的。
名词解释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。
2 失效分析：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。
第二章 问答题1 失效分析的基本程序及步骤是什么？见作业3 失效的实验研究主要有哪些？见作业名词解释1 残骸的顺序分析2 宏观检验3 硫印试验4失效重现性试验或证明试验第三章 问答题1 下图为损伤齿轮的宏观形貌，左侧为断齿情况，右侧为齿的变形情况，是分析断齿或损伤的先后顺序？图 a 断齿损伤情况，按断裂的表观形态，中间齿首先断裂，为疲劳断裂，相邻的两齿是在中间齿断裂后造成的冲击断裂；图 b 齿的变形情况，整圈齿发生变形断裂，图示右侧齿的变形明显大于左侧齿，其损伤顺序应是右侧齿在前，左侧齿在后。
2 寻找主断面的方法有哪些？寻找主断面的方法：（1）T 型法：在同一个零件上，后产生的裂纹不可能穿越原有裂纹而扩展。
例如T 字形的横向裂纹A 为先于B 的主裂纹，B 为二次裂纹；2）分叉法：通常裂纹分叉方向即裂纹的扩展方向，其反向为裂纹源的位置O ，即分叉裂纹为二次裂纹，汇合裂纹为主裂纹；（3）：氧化法 氧化法是利用金属或合金材料在环境介质中会发生氧化或腐蚀，并随着时间的增长而严重的现象判断裂纹扩展方向的方法氧化或腐蚀比较严重的部位，是主裂纹的部位。
裂纹源在主裂纹的表面处；（4）拼凑法：金属构件如果已破坏成几个碎片，则应将这些碎片按零件原来的形状拼合起来，然后观察其密合程度 密合最差的端面为最先开裂的断面，即主断面6 寻找裂纹源的方法有哪些？寻找裂纹源的方法有两种：第一种 根据断口全貌寻找，又称裂纹分析法。
将断口碎片大致折合起来，但不要使断面相碰，根据下列特点来确定裂纹源位置：① 裂纹源方向总是与裂纹分叉方向相反② 如果一条裂纹与另一条裂纹垂直相交成丁字形，则裂纹源在横着的一条裂纹上③ 在结构件的碎片中，变形、缩颈、弯曲或其他塑性变形最小的部位，最可能包含裂纹源④ 在碎片拼合起来后，碎片之间配合不好，间隙最大的地方为裂纹源；第二种 根据断口宏观特征寻找裂纹源 可根据：① 放射花样的放射中心指向裂纹源② 人字纹顶点指向裂纹源③ 纤维区中心为裂纹源点④ 从剪切唇的对侧寻找裂纹源⑤ 在构件表面缺口处寻找裂纹源⑥ 疲劳断裂的源点在同心圆处⑦ 应力腐蚀裂纹源在表面腐蚀产物集中处，氢脆断裂裂纹源在表层下面7 下列断口示意图分别是什么断口？各有何特点？塑性断口特征断裂前产生明显宏观塑性变形，其断裂表面一般平行于最大切应力并与主应力成45º角，用肉眼或放大镜观察时，断口呈纤维状，灰暗色静载荷下的断口宏观特征（a）光滑圆柱试样的拉伸断口钢的光滑圆柱试样拉伸后，在断口上常呈现出三个区域，即纤维区(F)、放射区(R)及剪切唇区(S)－－断口三要素试样在拉伸过程中，裂纹起源于纤维区，经过快速扩展而形成放射区，当裂纹最后扩展到表面时，形成了属于韧性断裂的剪切唇，最后形成杯锥状断口。
一般来说，纤维区与剪切唇区较大，则材料的塑性、韧性较好（b）带缺口的圆试样的拉伸断口缺口处应力集中，裂纹直接在断口或缺口附近产生，从外部向试样内部扩展，纤维区沿圆周分布若缺口较钝，则裂纹仍可首先在试样中心形成。
但由于试样外表受到缺口的约束而抑制了剪切唇的形成（c）矩形试样的拉伸断口无缺口的矩形拉伸试样断口，与圆试样一样，也有三个区域：矩形扁平试样的中央纤维区呈椭圆形，放射区则出现“人字纹”花样－－试样几何形状的改变使裂纹主要沿宽度方向扩展的缘故，（自己加的）冲击断口的宏观形貌与静载荷下的断口无原则差别。
试样的破坏是从V形缺口的根部开始、纤维区在此处形成→放射区→其他三个侧面形成剪切唇。
区域连接的边界常呈弧形温度↓→纤维区面积↓↓放射区面积↑↑材料由韧性迅速→脆性－－转折温度称为韧脆转变温度◎在摆锤的冲击下，在v形缺口的一侧受拉应力，不开缺口的一侧受压应力。
当受拉应力的放射区进入受压应力区时放射花样可能消失，而重新出现纤维区。
这是因为当裂纹进入压应力区时，压缩变形对裂纹扩展起阻滞作用，使裂纹扩展速度显著降低，在断口上第二次出现纤维区。
如果材料的塑性足够好，则放射区完全消失，只有纤维区及剪切唇两个区域。
韧窝的大小（直径和深度）的影响因素：①第二相质点的大小和密度第二相质点密度↑或其间距↓→微孔尺寸↓②金属材料的塑性变形能力及其形变硬化指数大小直接影响已长成一定尺寸的微孔的连接、聚合方式形变硬化指数↑越难于发生内颈缩→微孔尺寸↓③应力大小和状态的改变，通过影响材料塑性变形能力而间接影响韧窝深度在高的静水压力之中，内颈缩易于产生，故韧窝深度增加；反之，在多向拉伸应力下或在缺口根部韧窝则较浅。
Note：微孔聚集断裂一定有韧窝存在，但不能认为具有韧窝断口的材料就是韧性断裂。
（∵宏观上为脆性断裂，在局部区域内也可能有塑性变形，从而显示出韧窝形态）名词解释1断口分析2 脆性断口 3韧性断口 4 疲劳断口 5 纤维状断口6结晶状断口7瓷状断口8台状断口9主断面（主裂纹）10 宏观断口分析第四章 1、脆性断口宏观形貌特征有什么特点？脆性断裂断口宏观上比较平齐光亮，常呈放射状、人字纹或结晶状，在光线照射下转动断口，有时可见闪闪发亮的小晶面。
脆性断口主要是指解理断口、准解理断口和冰糖状晶界断口（1）解理断口脆性断裂大多数是穿晶解理型的，其断口宏观形貌具有两个明显的特征：1）小刻面 *解理断口上的结晶面，在宏观上呈无规则取向，当断口在强光下转动时，可见到闪闪发光的特征，像存在许多镜面似的，一般称这些发光的小平面为“小刻面” *解理断口是由许多“小刻面”所组成的，断口呈结晶状，但看不到放射花样。
根据这个宏观形貌特征，很容易判别解理断口，如冷脆金属的低温脆断即为解理断裂2）人字状条纹、山形条纹或松枝状花样 *脆性解理断口有时还具有另一种特殊的宏观形貌特征，呈现出裂纹急速扩展形成的放射状撕裂棱形*人字条纹、山形条纹、松枝状花样的交点均指向裂纹源，即山形条纹汇集的方向和人字条纹所指的最终方向即为断裂的起点，而裂纹的扩展方向则为山形或人字扩大方向－－这个判断方法对寻找脆性断裂源，正确分析失效原因是有实际意义的（2）准解理断口*在某些脆性断口上，通过电子显微镜可看到解理断裂的特征形貌，同时又伴随着有一定的塑性变形痕迹－－准解理断口 *断口中塑性变形痕迹所占比例就是划分解理与准解理的大致依据*准解理断口呈结晶状或细瓷状，断口齐平、呈亮灰色，有强烈的金属光泽和明显的结晶颗粒或类似细瓷碎片的断口（3）晶界脆性断口*晶界脆性断口包括回火脆性断口、氢脆断口、应力腐蚀断口、淬裂断口、由脆性析出相在晶界上的析出而形成的晶界断口等 *其宏观形貌的基本特征为小刻面状或粗瓷状，断裂前没有明显塑性变形，断口附近没有颈缩现象，断口一般与正应力垂直，断口表面平齐，边缘没有剪切唇2、脆性断口微观形貌特征有什么特点？（1）解理断口 *解理断裂常发生于低温、高应变速率、应力集中及粗大晶粒的条件下，裂纹一经形成便会迅速扩展*解理的存在取决于晶体结构，并沿着确定的原子面扩展－－宏观解理断口是十分平滑的，相邻的区域没有塑性变形 *在电镜下观察每一个解理小刻面，发现并不是一个单一的解理面 *金属解理断口的微观形貌最主要特征是河流花样（2）准解理断口 *常出现在淬火回火的高强度钢中，有时也出现在贝氏体组织的钢中 *其微观形貌特征具有河流花样、小解理刻面，以及由隐蔽裂纹扩展接近产生塑性变形所形成的撕裂棱，有时也有舌状花样－－准解理裂纹既具有解理断口的形貌特征，又具有韧性断口的形貌特征（韧窝、撕裂棱），其断口的微观形貌是介于解理断口与韧性断口之间的一种断口形貌 *准解理断口与解理断口的区别：准解理裂纹多萌生于晶粒内部的空洞、夹杂物、硬质点处，而解理裂纹则萌生在晶粒的边界或相界面上（3）沿晶断口 *沿晶脆性断裂是沿晶粒界面所发生的断裂 *断口的微观特征：晶界面上相当平滑，整个断面上多面体感很强，没有明显塑性变形，具有晶界刻面（小平面）的“冰糖状”断口形貌，冰糖块状恰好反映出晶粒这种多面体的特征。
5 疲劳断口的宏观形貌特征有什么特点？ *典型的疲劳断口包括三个部分：疲劳裂纹源区、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区；具有典型的“贝壳”状或“海滩”状条纹的特征（1）疲劳裂纹源区是疲劳裂纹萌生的策源地，是疲劳破坏的起点，多处于机件的表面 *其断口形貌多数情况下比较平坦、光亮，且呈半圆形或半椭圆形，所占面积最小（原因：裂纹扩展速度慢，裂纹表面反复挤压，摩擦次数多）（2）疲劳裂纹扩展区 *疲劳裂纹形成后裂纹慢速扩展形成的区域－－判断疲劳断裂的最重要特征区域 *基本特征：呈现贝壳花样或海滩花样，以疲劳源区为中心，与裂纹扩展方向相垂直的呈个圆形或扇形的弧形线，又称疲劳弧*疲劳弧线是裂纹扩展过程中，其顶端的应力大小或状态发生变化时，在断裂面上留下的塑性变形的痕迹 *贝壳花样是由载荷变动引起的，机器运转时常有启动、停歇、偶然过载等，均可留下塑性变形的痕迹－－贝纹线（疲劳弧线）（3）瞬时断裂区 *疲劳裂纹不断扩展→零件的有效断面逐渐减小→应力不断增加塑性材料当疲劳裂纹扩展至净截面的应力达到材料的断裂应力时→瞬时断裂，材料塑性很大时，断口呈纤维状，暗灰色脆性材料当裂纹扩展至材料的临界裂纹尺寸时→瞬时断裂断口呈结晶状瞬时断裂是一种静载断裂，具有静载断裂的断口形貌，是裂纹最后失稳快速扩展所形成的断口区域 *瞬断区的明显持征：具有不平坦的粗糙表面，而裂纹源区及裂纹扩展区则为光亮区，有时光亮区仅为疲劳源区 *瞬断区的断口形貌及其所占面积取决于材料性质、几何形状、应力集中程度、加载方式及大小以及环境等因素，应力较高或材料韧性较差，则瞬断区面积较大6疲劳断口的微观形貌特征有什么特点？疲劳裂纹扩展区的微观形貌的基本特征：具有一定间距的、垂直于主裂纹扩展方向的、相互平行的条状花样，即疲劳条带(或疲劳辉纹、疲劳条纹)－－区别于其他性质断裂的最显著的特征花样8分析疲劳失效原因？（1）表面状态 *表面的粗糙度对疲劳强度有非常明显的影响表面粗糙度值↓材料的疲劳极限↑材料强度↑表面粗糙度对疲劳极限的影响越显著（2）零件的几何形状及尺寸 *零件的几何形状不合理，如存在槽、孔、圆角、缺口和螺纹等外形不连续形式→应力集中，对疲劳裂纹形成和扩展有影响 *零件尺寸对疲劳强度影响较大的，弯曲、扭转载荷时影响更大零件尺寸↑疲劳极限↓疲劳强度尺寸效应的原因：尺寸增大会增加表面的各种缺陷；零件尺寸↑→↓弯曲、扭转零件截面的应力梯度↑表层高应力的体积→↑萌生疲劳裂纹的概率→其疲劳强度↓（3）装配与连接效应 *装配与连接效应对零件的疲劳寿命有很大影响正确的拧紧力矩可使其疲劳寿命提高5倍以上，过大的拧紧力并非对提高连接的可靠性有利（4）载荷特性 *零件所受的载荷应力超过材料的疲劳极限时－－超载低于疲劳极限的应力－－次载对于高周疲劳，增大应力则会出现：①容易产生多个裂纹；②疲劳条带之间的距离增大；③最终瞬断区的面积增大金属在低于疲劳极限的应力下先运转一定次数后，可提高疲劳极限，这种次载荷强化作用－－次载锻炼 *载荷频率在一定范围内可以提高疲劳强度 *当加载应力低干并接近于疲劳极限时，间歇加载提高疲劳效果比较明显，间歇超载加载则会降低疲好强度劳 *零件工作载荷的类型（5）材料的组织和性能 *抗疲劳性能好的材料应当成分均匀，组织细小均匀，无内在连续缺陷，缺口敏感性小，循环韧性大 *在各类结构工程材料中，结构钢的疲劳强度最高（6）使用环境 *环境因素（低温、高温及腐蚀介质等）变化→疲劳强度↓↓ *温度↑→疲劳强度↓∵金属的变形抗力下降，使疲劳裂纹容易形成。
