零件失效分析.

机械零件的失效分析失效：零件或部件失去应有的功效零件在工作过程中最终都要发生失效。

所谓失效是指：①零件完全破坏，不能继续工作；②严重损伤，继续工作很不安全；③虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。

只要发生上述三种情况中的任何一种，都认为零件已经失效。

一般称呼失效大多是特指零件的早期失效，即未达到预期的效果或寿命，提前出现失效的过程。

失效分析：探讨零件失效的方式和原因，并提出相应的改进措施。

根据失效分析的结果，改进对零件的设计、选材、加工和使用，提高零部件的使用寿命，避免恶性事故的发生，带来相应的经济效益和社会效益。

一、零件的失效形式失效形式分3种基本类型：变形、断裂和表面损伤。

1、变形失效与选材（机件在正常工作过程中由于变形过大导致失效）①弹性变形失效（由于发生过大的弹性变形而造成的零件失效）弹性变形的大小取决于零件的几何尺寸及材料的弹性模量。

金刚石与陶瓷的弹性模量最高，其次是难溶金属、钢铁，有色金属则较低，有机高分子材料的弹性模量最低。

因此，作为结构件，从刚度及经济角度看，选择钢铁是比较合适。

②塑性变形失效（零件由于发生过大的塑性变形而不能继续工作的失效）塑性变形失效是零件中的工作应力超过材料的屈服迁都的结果。

一般陶瓷材料的屈服强度很高，但脆性非常大，因此，不能用来制造高强度结构件。

有机高分子材料的强度很低，最高强度的塑料也不超过铝合金。

因此，目前用作高强度结构的主要材料还是钢铁。

2、断裂失效①塑性断裂零件在受到外载荷作用时，某一截面上的应力超过了材料的屈服强度，产生很大的塑性变形后发生的断裂；②脆性断裂脆性断裂发生时，事先不产生明显的塑性变形，承受的工作应力通常远低于材料的屈服强度，所以又称为低应力脆断；③疲劳断裂在低于材料屈服强度的交变应力反复作用下发生的断裂称为疲劳断裂；④蠕变断裂在应力不变的情况下，变形量随时间的延长而增加，最后由于变形过大或断裂而导致的失效；3、表面损伤①磨损失效磨损主要是在机械力的作用下，相对运动的接触表面的材料以细屑形式逐渐磨耗，而使零件尺寸不断变小的一种失效方式。

机械零件失效分析机械零件是构成机械设备的基本组成部分，其质量和性能的好坏直接关系到整个机械设备的可靠性和安全性。

然而，在机械设备的长期运行中，由于各种原因，机械零件可能会出现失效现象。

失效分析是一种通过分析失败机械零件的失效原因来帮助我们改进设计、制造和维修策略的方法。

一、失效类型机械零件的失效类型多种多样，常见的包括疲劳失效、磨损失效、腐蚀失效、断裂失效等。

疲劳失效是指材料在交变载荷作用下的长期疲劳过程中逐渐出现的损伤。

磨损失效是指机械零件在运行过程中由于与其他零件或外界环境的摩擦而造成的表面磨损。

腐蚀失效是指机械零件由于环境中的化学腐蚀而失效。

断裂失效是指机械零件由于超过其承载能力而发生断裂。

二、失效原因机械零件失效的原因也是多种多样的，常见的有材料问题、设计问题、制造问题、装配问题、使用问题等。

材料问题是指机械零件材料的质量或性能不达标，如含气体、夹杂物、晶粒非均匀等。

设计问题是指机械零件在设计过程中存在结构强度不足、刚度不够的问题。

制造问题是指机械零件在加工过程中存在加工质量不合格、工艺控制不严等问题。

装配问题是指机械零件在装配过程中存在装配不当、配合间隙设计不合理等问题。

使用问题是指机械零件在使用过程中存在操作不当、润滑不足等问题。

三、失效分析方法失效分析是通过分析失效零件的失效样品、现场情况以及相关维修记录来查找失效原因。

常用的失效分析方法包括物理分析、化学分析、力学分析、金相分析等。

物理分析是通过观察失效零件的外部形态和内部结构来判断失效形式。

化学分析是通过对失效零件进行化学成分分析以及腐蚀产物分析来判断失效原因。

力学分析是通过对失效零件进行力学性能测试以及有限元分析等方法来判断失效原因。

金相分析是通过对失效零件进行金相组织观察以及晶体学分析等方法来判断失效原因。

四、失效分析结果的应用失效分析的最终目的是为了指导我们改进机械零件的设计、制造和维修策略，提高机械设备的可靠性和安全性。

金属零件失效分析及实例一、轴的失效分析1．1 轴的失效类型轴是用来支承旋转，并传递动力和运动的部件。

轴可以承受各种类型的载荷，如拉伸、压缩、弯曲或扭转及各种复合载荷。

有时还承受振动应力。

在这些载荷作用下，使轴失效的最常见的类型是轴的疲劳断裂。

疲劳破坏起始于局部应力最高的部位，有些机械由于设计、制造、装配和使用不合理，也造成轴过早地发生疲劳断裂。

轴的疲劳通常可分为3种基本类型：弯曲疲劳、扭转疲劳和轴向疲劳。

弯曲疲劳可由下面几种类型的弯曲载荷造成：单向的、交变的和旋转的。

在单向弯曲时，任一点的应力都是变动的，变动应力只改变大小而不改变方向。

在交变弯曲和旋转弯曲时，任意一点的应力都是交变的，即应力在方向相反的应力之间循环变化。

扭转疲劳常因施加变动或交变的扭转力矩产生。

轴向疲劳则由于施加交变或变动的拉伸—压缩载荷的结果。

承受了变应力的轴，由于机械的或冶金的因素，或两者综合的结果导致轴的疲劳断裂。

机械影响因素包括了小圆角、尖角、凹槽、键槽、刻痕及紧配合处。

冶金影响因素包括了淬火裂纹、腐蚀凹坑、粗大的金属夹杂物及焊接缺陷等。

疲劳破坏占失效轴的50％以上。

在低温环境中或是在冲击及快速施加过载时，将会使轴发生脆性断裂。

脆性断裂的特征是裂纹以极高的扩展速度(大约1800m/s或更大)发生突然断裂，而在断裂源处只有小的变形迹象。

这种类型的断裂特征是断裂表面上存在着鱼骨状或人字形花样的标志，人字形的顶点指向断裂源。

一些表面处理能使氢溶解入高强度钢中，使轴脆化而断裂，例如，电镀金属会引起高强度钢的失效。

轴的韧性断裂(显微空穴聚合的结果)在断裂表面上呈现有塑性变形的迹象，类似在普通拉伸试验或扭转试验试样中所观察到的情况。

对拉伸断裂的轴这种变形，用目视检验是容易见到的，但是，当轴扭转断裂时，则变形是不明显的。

在正常工作条件下轴很少发生韧性断裂。

但是，如果对工作要求条件估计过低，或者所用材料强度达不到预定数值，或者轴受到单一过负载，也可能发生韧性断裂。

机械零部件失效机理与分析引言机械零部件是构成机械设备重要组成部分，其失效可能导致设备无法正常运行，给生产和工作带来不利影响。

因此，理解机械零部件失效的机理并能进行合理的分析和预防措施对于保障设备的稳定运行至关重要。

本文将探讨机械零部件失效的机理和分析方法。

一、机械零部件失效的机理机械零部件失效的机理主要包括以下几个方面。

1.疲劳失效在机械装置中，通常会不断受到交变的载荷作用，使得零部件产生应力和应变的变化。

长时间内反复交替的应力作用会导致疲劳失效。

疲劳裂纹的产生和扩展是疲劳失效的重要原因。

2.磨损失效磨损失效是机械零部件常见的一种失效形式，主要包括磨粒磨损、磨磨损和疲劳磨损等。

机械零部件由于长时间的摩擦会出现表面变得粗糙，导致零部件之间的相互接触面积增大，从而加速磨损过程。

3.材料腐蚀机械零部件在工作过程中，可能会受到一些介质的侵蚀，导致材料表面的腐蚀和损害。

腐蚀会使材料表面产生裂纹和孔隙，降低其强度和耐久性，最终导致失效。

4.过载失效过载失效是指机械零部件在超出其正常工作范围的载荷作用下发生力学性能的突然变化，从而导致零部件失常甚至破裂。

过载失效通常发生在突发事件或设计错误等情况下。

二、机械零部件失效的分析为了准确分析机械零部件失效的原因，可以采取以下方法。

1.外观检查首先进行外观检查，检查零部件的外观是否有裂纹、变形或腐蚀等情况。

通过观察表面痕迹和形貌，可以初步判断零部件可能的失效原因。

2.材料分析通过对零部件材料的成分分析和显微组织观察，可以判断材料的性能是否符合要求，是否有明显的缺陷或异物存在。

这对于进一步了解零部件失效的原因非常重要。

3.断裂分析如果零部件发生断裂，可以进行断裂分析，分析其断口的形貌和特征。

通过断口分析，可以了解断裂发生的形式，如韧性断裂、脆性断裂等，从而进一步判断失效原因。

4.力学性能测试针对机械零部件的失效，可以通过力学性能测试来检测零部件的强度、硬度和韧性等参数。

谈谈机械零件的简要失效分析及其应用实例马伯龙内容提要：本文简要地概述了零件失效分析的前提条件、一般分析方法和失效类型以及影响失效抗力的冶金因素等，进而列举了失效分析的应用实例。

关键词：机械零件简要分析应用实例如所周知，任何机械零件和工模具（以下简称工件）都有一定的功能，例如，在载荷作用下保持一定的几何形状、实现规定的机械运转、传递能量等。

如果它们失去了最初规定的功能，即为失效。

工件失效，是外界因素的损坏作用超过其本身的抵抗能力的结果。

工件失效，特别是那些事先没有任何征兆的失效，有时会带来巨大经济损失，甚至会造成严重的人身事故。

因此，对失效的工件进行分析，找出失效原因，提出改进和防范措施，对提高其质量是十分重要的。

工件的失效原因是非常复杂的，它涉及诸多领域的多方面知识（在此不宜逐一细数），因此，可以说失效分析是一门综合性的科学。

如何进行失效分析？要做好失效分析，除必须有足够的理论知识作指导外，还必须从实际出发，步步深入地对失效的工件作好细致的检验工作，进而展开分析和讨论，最终得出结论和提出改进措施，必要时，甚至需要验证改进措施的实际效果。

一、失效分析的前提条件首先必须弄清工件的工作条件，任何工件的失效都是在一定工作条件下产生的。

其工作条件包括受载情况、环境介质、温度等方面。

工作条件不同，对工件所要求的力学性能不同，因此，弄清其工作条件，对工件失效分析是很重要的。

二、失效分析的一般方法1）首先对失效的工件用肉眼或放大镜进行外部观察，记录损毁的部位、尺寸变化，断口宏观特征等，必要时需照相。

初步判断失效类型，并进一步了解该工件的设计、材料、加工制造、装配和使用维护等一系列历程；2）其次是根据初步判断进行所用材料的理化、工艺、台架、装车等模拟试验；然后根据所得数据进行综合分析，确定损坏机理、辨明失效原因，提出改进措施。

3）最后根据所提出的措施，进行验证试验，确定对其判断和改进的正确性。

三、工件的失效类型和主要的抗力指标1）塑性变形：工件在正常工作条件下，避免塑性变形的主要抗力是屈服强度、弹性极限（模量）和松弛稳定性等。

第一章1、零件失效：当这些零件失去了它应有的功能时，则称该零件失效。

2、零件失效的含义：1）.零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等，从而完全丧失其功能。

2）.零件在外部环境下作用下，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，如由于腐蚀导致尺寸超差等。

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。

3、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，也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。

4、失效分析可分为事前分析、事中分析、事后分析。

5、失效分析的社会经济效益：（1）失效将造成巨大的经济损失。

（2）质量低劣、寿命短导致重大经济损失。

（3）提高设备运行和使用的安全性。

第二章1.工程构件的失效分为断裂、磨损、腐蚀三大类。

2.失效形式分类及原因（表2-1P18）3.失效来源包括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4.应力集中：零件截面有急剧变化处，就会引起局部地区的应力高于受力体的平均应力，这一现象称为应力集中。

表示应力集中大小的系数称为应力集中系数。

5.缺口敏感性NSR=σNb/σb（σNb表示缺口式样抗拉强度，σb表示光滑试样抗拉强度）比值NSR越大，敏感性越小。

当NSR>1时，说明缺口处发生了塑性变形的扩展，比值越大说明塑性变形扩展越大，脆性倾向越小。

塑性材料的NSR>1，材料反而具有缺口强化效应，缺口敏感性小甚至不敏感。

NSR<1，说面缺口处还未发生明显塑性变形扩展就脆断，表示缺口敏感。

6.内应力通常分为3类：第一类内应力（宏观应力）是指存在于物体或者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（微观）应力是指在晶粒大小尺寸范围内保持平衡的应力，尺寸为10-1~10-2mm；第三类（微观）应力是在原子尺度范围保持平衡的应力，尺寸为10-3~10-6。

零件的脆性断裂(含疲劳、应力腐蚀、氢脆断裂等)失效分析本文旨在介绍零件的脆性断裂失效分析的重要性和目的。

脆性断裂是指在零件受到一定载荷作用下，没有发生明显的塑性变形，而导致突然断裂的现象。

这种失效模式对于工程结构的安全性和可靠性具有重要的影响。

脆性断裂的失效分析是一项关键的任务，旨在确定零件破坏的原因和机制，以及采取相应的措施来预防和控制脆性断裂的发生。

在分析中，我们还会涉及到与脆性断裂相关的其他失效现象，如疲劳断裂、应力腐蚀断裂和氢脆断裂等。

通过对零件脆性断裂失效的深入分析，我们可以更好地了解材料的性能和强度，确定适当的设计和加工参数，以及制定合理的维护和检修计划。

这对于提高工程结构的可靠性，延长零件的使用寿命以及降低维护成本具有重要意义。

本文将通过对脆性断裂失效分析的相关知识进行详细解释和说明，为读者提供系统的理论基础和实践指导，以便能够有效地进行脆性断裂的失效分析工作。

解释脆性断裂是指在应力作用下，当零件发生断裂时没有明显的塑性变形。

详细讨论导致脆性断裂的各种原因，包括疲劳、应力腐蚀、氢脆断裂等。

脆性断裂是指材料在受力作用下发生的突然断裂，常常发生在零件长时间受重复负载或特定环境下受力情况下。

脆性断裂的原因多种多样，下面将对其中的疲劳、应力腐蚀和氢脆断裂进行详细讨论。

疲劳断裂：疲劳断裂是由于零件在长时间受到变化的载荷作用下产生的。

当重复载荷作用于零件时，如果应力超过了材料的疲劳极限，就会发生疲劳断裂。

疲劳断裂是零件的高频失效模式，常见于机械装置和结构中。

应力腐蚀断裂：应力腐蚀断裂是指在特定环境中，材料受到应力和腐蚀介质共同作用时突然断裂。

应力腐蚀断裂的发生是由于腐蚀介质在零件表面引起局部腐蚀，而应力则产生了裂纹的扩展。

应力腐蚀断裂是一个复杂的断裂形式，常见于化工设备和海洋装备等领域。

氢脆断裂：氢脆断裂是由于材料在存在氢的环境中发生的断裂。

氢脆断裂的主要机制是氢的扩散和积聚在材料中，导致材料的力学性能降低，从而引起断裂。