金属构件失效分析精简版
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金属材料失效分析案例PPT
04
案例四：金属材料脆性断裂 失效
失效现象描述
金属材料在无明显塑性变形的情况下 突然断裂，断口平齐，呈脆性断裂特 征。
断裂发生时，材料内部存在大量微裂 纹和空洞。
断裂前材料未出现明显的塑性变形， 无明显屈服现象。
失效原因分析
材料内部存在缺陷，如微裂纹、夹杂物等，降低 了材料的韧性。
金属材料在加工过程中受到较大的应力集中，如 切割、打孔等操作，导致材料内部产生微裂纹。
失效机理探讨
电化学腐蚀
金属材料与腐蚀介质发生 电化学反应，导致表面氧 化或溶解。
应力腐蚀
金属材料在应力和腐蚀介 质的共同作用下发生脆性 断裂。
疲劳腐蚀
金属材料在交变应力和腐 蚀介质的共同作用下发生 疲劳断裂。
03
案例三：金属材料热疲劳失 效
失效现象描述
金属材料表面出现裂 纹
疲劳断裂，即在交变 应力的作用下发生的 断裂
02
疲劳断裂通常发生在应力集中的 部位，如缺口、裂纹或表面损伤 处。
失效原因分析
金属材料在循环应力作用下，微观结 构中产生微裂纹并逐渐扩展，最终导 致断裂。
应力集中、材料内部缺陷或表面损伤 等因素可加速疲劳裂纹的萌生和扩展 。
失效机理探讨
金属疲劳断裂是一个复杂的过程，涉及微观结构、应力分布、材料缺陷等多个因素。
应力腐蚀开裂
在腐蚀介质和应力的共同作用下，焊接接头 处发生应力腐蚀开裂，裂纹扩展导致断裂。
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THANKS
金属材料在低温环境下工作，材料的韧性下降， 容易发生脆性断裂。
失效机理探讨
金属材料的脆性断裂通常是由 于材料内部存在缺陷或应力集 中导致的微裂纹扩展。
在低温环境下，金属材料的韧 性下降，容易发生脆性断裂。
金属断裂与失效分析
（三）实验研究：
1．结构、工艺、受力状况分析（最薄弱部位）。 2．无损检验。 3．材质分析：化学成分；金相：组织、结构分 析；机械性能。
4．断口分析——微观分析：断裂源→断裂原因。宏观分 析：确定断裂类型、延性、脆性、疲劳、应力腐蚀、 蠕变；确定断口三要素：裂源、缓慢扩展区、快速扩 展区；确定微观分析部位。
一、裂纹分类
宏观形态： 网状裂纹：龟裂（沿晶延伸），表面裂纹（热疲
劳：铸、锻、热处理、磨削）、电弧焊中均可 能。原因：材料表面化学成分、金相组织、力 学性能、应力状态等与中心不一致或晶界性能 下降。 直线型裂纹：微裂纹扩展而成、蠕变裂纹。 树枝型裂纹：主干和大量枝干，应力腐蚀裂纹， 焊接中的热裂纹。 其它型裂纹：圆周裂纹、周向裂纹、弧形裂纹。 。
问题。
5．操作和维护不良 （1）没有执行操作规程、超温、超压 （2）维护不当 6．环境原因： ①腐蚀介质：应力腐蚀、腐蚀疲劳、氢脆、局部腐蚀、脱
锌腐蚀、冲刷腐蚀。
②氧化、水蒸汽高温氧化。
Байду номын сангаас
四、失效分析程序
（一）现场调查：保护现场、记录取证 （二）残骸分析：确定首先破坏部位
风扇磨转轮飞裂后经拼凑确定断裂源
（低242℃，高293℃）→汽包（317℃）→水 冷壁（317℃）→汽包（317℃）→低温对流过 热器（376℃）。 ★ 屏 式 过 热 器 （ 457℃ ） → 高 温 对 流 过 热 器 （540℃）→联箱→主蒸汽管。 对流式：壁温比蒸汽温度高50℃， 辐射受热面：高70℃。
★ 在P压力蒸汽条件下，应力计算：
汽缸开裂的主要原因之一：热疲劳（同时还有 蠕变）。
热应力：由第一调节汽门室附近的温度波动和 气轮机在启、停时汽缸内外壁温差所引起。
金属构件失效分析磨损失效
b. 攻角 材料的冲蚀率和粒子的攻角有密切关系。当粒子攻 角为20°～30°时，典型的塑性材料冲蚀率达最大值，而脆 性材料最大冲蚀率出现在攻角接近90°处。攻角与冲蚀率关 系几乎不随入射粒子种类、形状及速度而改变。 c 速度 粒子的速度存在一个门槛值，低于门槛值，粒子与 靶面之间只出现弹性碰撞而观察不到破坏，即不发生冲蚀。 速度门槛值与粒子尺寸和材料有关。
化，造成脆性断裂，形成薄片屑；簇团状屑，冲蚀造成极不平整的表面形
貌，表面凸起部分受粒子冲击时，受冲击局部产生高温，凸起部分软化， 断裂脱离靶面，形成簇团状屑。
当单颗粒冲击脆性靶材时，依冲击粒子形状不同，可以产生两类不同的
裂纹，这些裂纹一般萌生于受粒子冲击的部位附近存在缺陷的地方。钝头 粒子冲击时，裂纹吴环形，出现在接触圆周稍外侧，反复冲击，这些环形 裂纹会与横向裂纹交互，从而产生材料流失；尖角粒子冲击靶面时，会出 现垂直于靶面的初生径向裂纹和平行于靶面的横向裂纹，前一种裂纹使靶 材强度退化，而后一种裂纹是冲蚀中材料流失的根源。
也会造成冲蚀。
b．雨滴、水滴冲蚀 高速飞行器穿过雨区时，会受到水滴的冲 击，如在暴风雨中飞行的飞机迎风面上首先出现漆层剥落，同
时材料表面出现破坏痕迹；蒸汽轮机叶片在高温过热蒸汽中运
行时，会出现水滴冲蚀，它主要发生在末级叶片上，这时蒸汽 中可能含10％～15％的水滴；高速转动叶片背面受到水滴的冲 击，其速度差不多和叶片运行的线速度相当，经过一段时间后。 叶片上会出现小的冲蚀坑；近几十年来受到注意的水滴冲蚀问
b 泥浆冲蚀机理 泥浆冲蚀过程往往伴生材料腐蚀。泥浆冲蚀中，除攻角和
速度外，固体粒子性质如硬度、形状、粒度、密度、固体粒子用量(固液比)、 流体的密度、粘度等对材料冲蚀均有影响，要用一个物理模型或从设想的 单元过程做出数量表达来描述泥浆冲蚀还比较困难。 c 气蚀机理 气蚀是由于材料表面附近的液体有气泡产生及破灭造成的。当 构件与高速流体相对运动时，如果流速高，在工作面附近的某局部的区域 压力就可能下降到等于或小于流体在该温度下的饱和蒸汽压，这样该局部 区域因发生“沸腾”现象而产生气泡。气泡在低压区形成并随流体运动，
金属材料失效分析报告
金属材料失效分析报告1. 引言金属材料在各个领域中扮演着重要的角色，但在长期使用过程中，由于各种原因可能会出现失效现象。
本报告旨在对金属材料失效进行分析，找出失效原因，并提出相应的解决方案。
2. 背景金属材料失效是指金属材料在使用过程中出现性能下降、功能丧失或完全损坏的情况。
失效可能由多种因素引起，包括材料本身的缺陷、外界环境的影响以及使用条件的变化等。
了解失效的原因对于改进材料性能和延长材料寿命具有重要意义。
3. 失效原因分析3.1 材料缺陷金属材料在制备过程中可能存在一些内在的缺陷，如晶体结构缺陷、晶界缺陷和孔洞等。
这些缺陷可能导致材料的机械性能、化学性能或导电性能下降，从而引起失效。
3.2 外界环境影响外界环境对金属材料的影响也是导致失效的重要原因之一。
例如，金属材料在高温、高湿度或腐蚀性环境中容易发生氧化、腐蚀和脆化等反应，从而导致失效。
3.3 使用条件变化金属材料的使用条件变化也会对其性能产生影响，进而导致失效。
例如，金属材料在受到过大的载荷或振动时可能会发生疲劳失效；在温度变化较大的情况下，热膨胀会导致应力集中，从而引发失效。
4. 失效分析方法为了确定金属材料失效的具体原因，通常采用多种分析方法。
以下是常用的几种分析方法：4.1 金相分析金相分析是通过对金属材料的显微组织进行观察和分析来确定失效原因的一种方法。
通过金相分析，可以了解材料的晶体结构、晶界状况、缺陷情况等，从而找出可能导致失效的因素。
4.2 化学分析化学分析可以确定金属材料的成分，包括主要元素和杂质元素的含量。
通过分析材料的成分，可以判断是否存在元素偏析、化学反应等导致失效的原因。
4.3 力学性能测试力学性能测试可以评估金属材料的强度、韧性、硬度等机械性能。
通过测试，可以了解材料的性能是否达到设计要求，从而判断失效是否与机械性能有关。
4.4 环境试验环境试验是通过模拟实际使用条件，暴露金属材料在不同环境下，观察其性能变化和失效情况。
金属构件失效分析
03
金属构件失效案例分析
案例一：疲劳失效
总结词
疲劳失效是金属构件最常见的失效形式之一，由于在循环应力或交变应力的作用下，金属构件逐渐产生疲劳裂纹 并扩展，最终导致断裂。
详细描述
疲劳失效通常发生在承受循环应力或交变应力的金属构件中，如发动机曲轴、齿轮等。疲劳裂纹通常起源于构件 表面或亚表面，裂纹扩展过程中会受到应力集中的影响，如缺口、划痕等。疲劳失效的原因包括材料缺陷、应力 集中、温度变化等。
05
结论
金属构件失效分析的意义
保障工业安全
通过对金属构件失效进行分析，可以及时发现潜在的安全隐患， 避免因构件失效导致的工业事故。
提高产品质量
通过失效分析，可以找出产品设计、制造或使用过程中的问题，为 改进产品提供依据，提高产品质量。
促进科技进步
失效分析涉及多个学科领域，如材料科学、力学、化学等，对促进 相关学科的科技进步具有重要意义。
金属构件失效分析
目 录
• 引言 • 金属构件失效分析方法 • 金属构件失效案例分析 • 金属构件失效预防措施 • 结论
01
引言
主题简介
金属构件失效分析是一门研究金属构 件失效原因、失效模式和失效机理的 学科。
它涉及到材料科学、力学、腐蚀科学 等多个领域，对于保障金属构件的安 全可靠性和延长其使用寿命具有重要 意义。
THANK YOU
严格控制加工过程
确保金属构件在加工过程中不受损伤 ，如防止过度切割、弯曲或冲压，以 减少应力集中和微裂纹的形成。
定期进行维护和检查
制定维护计划
根据金属构件的使用环境和条件，制定合理的维护计划，包括定期清洁、涂层保护和紧 固件检查等。
定期检查与监测
金属材料失效分析
金属材料失效分析
金属材料是工程领域中常用的材料之一，但在实际使用过程中，金属材料可能
会出现各种失效现象，影响其使用性能和安全性。
因此，对金属材料失效进行分析具有重要意义。
本文将从金属材料失效的原因、常见失效形式以及分析方法等方面进行探讨。
首先，金属材料失效的原因主要包括内在因素和外在因素。
内在因素包括材料
的组织结构、化学成分、加工工艺等，这些因素可能导致材料在使用过程中出现断裂、蠕变、疲劳等失效形式。
外在因素则包括环境条件、工作载荷、温度变化等，这些因素也会对金属材料的性能产生影响，导致失效现象的发生。
其次，金属材料常见的失效形式包括断裂、蠕变、疲劳、腐蚀等。
断裂是指材
料在外部受力作用下出现破裂现象，主要包括静态断裂和疲劳断裂两种形式。
蠕变是指材料在高温和持续加载条件下发生塑性变形的现象，容易导致构件变形和失效。
疲劳是指材料在交变载荷下发生的断裂现象，是一种常见的失效形式。
腐蚀则是指金属材料在化学介质中受到侵蚀，导致材料表面产生损伤和腐蚀失效。
最后，针对金属材料失效的分析方法主要包括实验分析和数值模拟两种。
实验
分析是通过对失效样品进行金相分析、断口分析、物理性能测试等手段，来确定失效原因和形式。
而数值模拟则是通过建立材料的本构模型、载荷模型等，利用有限元分析等方法进行模拟，预测材料的失效行为和寿命。
综上所述，金属材料失效分析是工程领域中的重要课题，对于提高材料的可靠
性和安全性具有重要意义。
通过对金属材料失效原因、失效形式和分析方法的深入了解，可以有效地预防和解决金属材料失效问题，保障工程结构的安全可靠运行。
金属失效分析总结报告
金属失效分析总结报告本次金属失效分析总结报告旨在对某金属材料失效原因进行归纳与总结，以期提供参考意见和解决方案。
以下是对分析结果的总结：1. 失效原因分析：经过对失效材料作详细观测和分析，发现失效主要是由于以下几个原因造成的：- 金属材料内部存在明显的结构缺陷，如气孔、颗粒不均匀分布等。
这些缺陷导致金属材料的强度和韧性下降，容易导致失效情况发生。
- 金属材料在使用过程中受到了较高的力或应力，超过了其承受极限，使其发生塑性变形或破裂。
在进行应力分析时，发现失效处附近存在应力集中现象，进一步加剧了失效的发生。
2. 解决方案建议：针对以上失效原因，我们提出以下几点解决方案建议：- 在生产过程中，加强对金属材料内部结构的检测和质量控制，减少结构缺陷的产生。
可以采用非破坏性检测技术，如超声波检测等，及早发现潜在缺陷并及时修复。
- 在设计阶段，进行有效的应力分析，避免应力集中现象的产生。
可以通过引入适当的过渡结构或改变材料的几何形状，来缓解应力集中的问题。
- 在使用过程中，注意控制加载力或应力的大小，避免超过金属材料的承受极限。
可以通过合理的工艺参数、操作规范等措施来实现。
3. 结论：通过本次金属失效分析，我们得出以下结论：- 失效主要是由于内部结构缺陷和应力过大引起的。
- 加强质量控制和非破坏性检测是预防失效的关键。
- 在设计和使用过程中，合理控制应力和引入缓解措施，能有效避免失效。
总的来说，通过本次分析，我们对金属失效的原因有了更深入的了解，并提出了一些建议和解决方案。
希望这些意见和建议能对今后的金属制品生产和材料选择起到一定的指导作用，确保产品质量和安全性。
金属件的失效形式探究
金属件的失效形式探究1. 疲劳失效：金属在循环加载作用下会逐渐出现疲劳裂纹，导致零件失效。
常见的疲劳失效形式有疲劳断裂、疲劳弯曲、疲劳磨损等。
2. 塑性变形失效：当金属受到较大的力或冲击时，会发生塑性变形，导致零件失去原有的形状和功能。
常见的塑性变形失效形式有塑性弯曲、塑性变形、塑性流动等。
3. 腐蚀失效：金属在潮湿环境中容易发生腐蚀，进而导致零件的表面产生疏松、氧化等现象，甚至腐蚀穿孔导致整个零件失效。
4. 熔化失效：金属在高温条件下容易熔化，导致零件失去结构和功能。
常见的熔化失效形式有熔化断裂、熔化扭曲等。
5. 渗透失效：由于材质的不均匀性或者制造工艺不当，会导致金属件内部产生裂纹或孔洞，从而影响其力学性能和使用寿命。
6. 强度不足失效：当零件设计或制造过程中强度不足时，会导致金属件在受力时发生形变、变形或破裂，进而造成失效。
7. 焊接失效：金属件在焊接过程中可能会出现焊接不良、焊缝裂纹、焊接变形等问题，进而导致零件的焊接失效。
在实际应用中，为了避免金属件的失效，可以采取以下措施：1. 合理设计：在设计金属件时，应充分考虑受力情况、工作环境等因素，合理确定材质、尺寸和结构，以提高零件的强度和可靠性。
2. 优化制造工艺：在金属件的制造过程中，应严格控制工艺参数，避免产生质量缺陷，提高零件的品质。
3. 加强表面防护：采用适当的表面处理方法，如涂覆防腐剂、镀层等，以增强金属件的抗腐蚀能力。
4. 定期检验和维护：对金属件进行定期检验，及时发现问题并采取维修或更换措施，以保证零件的正常工作和使用寿命。
总之，了解金属件失效的形式和原因，对于提高金属件的可靠性和使用寿命具有重要意义，可以指导设计、制造和使用过程中的科学决策。
第三章金属构件常见失效形式及其
第三章金属构件常见失效形式及其金属构件在使用过程中常常会发生各种失效，导致工件不能正常工作或失去使用价值。
常见的金属构件失效形式包括疲劳失效、蠕变失效、腐蚀失效、磨损失效和断裂失效等。
下面将对这些失效形式进行详细介绍。
疲劳失效是金属构件在经过多次循环加载下，由于应力集中、存在缺陷或工作环境存在震动等因素造成的失效。
这种失效形式往往是逐渐积累的，表现为构件出现裂纹，并逐渐扩展至断裂。
疲劳失效可以发生在各种工件上，如弯曲构件、轴类构件等。
为了防止疲劳失效，可以通过增加构件的强度、改变工作环境或提高构件的表面光洁度来减少应力集中。
蠕变失效是金属在高温和持续加载下的失效，主要表现为构件的材料发生塑性变形，导致尺寸增大、变形失效或破坏。
蠕变失效常见于高温合金构件、锅炉管道等工作在高温环境下的设备。
为了防止蠕变失效，可以通过提高材料的抗蠕变能力、降低工作温度或减少加载应力等措施来防止。
腐蚀失效是金属在化学环境中和电化学作用的影响下逐渐腐蚀产生的失效。
腐蚀失效可以表现为构件的表面出现腐蚀坑、腐蚀皮膜等，导致金属的强度和刚度降低，最终导致构件失效。
腐蚀失效在大气中、水中、酸碱溶液中等多种环境下都会发生。
为了防止腐蚀失效，可以通过材料的表面处理、涂层保护、选择抗腐蚀材料等措施来减少腐蚀的发生。
磨损失效是金属构件在与其他构件摩擦和磨擦过程中逐渐损耗，最终导致表面的粗糙度增加、尺寸的减小和形状的改变。
磨损失效常见于轴承、齿轮、刀具等工作在高速、高负荷和高温环境下的设备。
为了防止磨损失效，可以通过润滑剂的使用、提高表面硬度、减少工作条件下的振动和冲击等措施来减少磨损。
断裂失效是金属构件在受到应力超限或存在明显缺陷的情况下，由于应力集中、承受能力不足等原因导致的突然破裂。
断裂失效常见于焊接接头、薄壁结构等，造成的后果往往是灾难性的。
为了防止断裂失效，可以通过增加构件的强度、改善焊接质量、增加材料的韧性等措施来提高构件的承载能力。
金属零件失效分析及实例 (DEMO)
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。
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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----H210、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？传统的强度设计方法还能否使用？工业技术发展以前，事故比较少，因为广泛采用低强度韧性好的材料制造装备构件，材料低抗裂纹扩展有较强的能力，尽管已经存在裂纹，但裂纹扩展的速度慢，在构件寿命期内未进入裂纹失稳扩展阶段。
而工业大发展以后，工程结构复杂化、大型化，高参数的构件采用了低韧性的高强度材料，采用了对裂纹敏感的焊接结构，再加上制造和使用过程的苛刻条件，导致材料损伤基元变化加剧，裂纹易于萌生、长大、扩展成宏观裂纹。
13.脆性断裂失效的判据Ｋ判据,应力强度因子判据，这个判据可以解决工程结构很多实际问题。
①解释低应力脆断失效的原因②计算构件在服役条件下的最大裂纹容限，对构件做出安全评估③根据构件现存的裂纹尺寸，确定构件的最大工作应力或最大允许载荷④若能检出或从经验得出裂纹扩展速率，可计算出构件的安全寿命，并制订出合理的裂纹检测周期⑤确立材料强韧化的设计思想，或通过工艺处理提高材料的材料抵抗断裂的临界值。
第三章1、韧性断裂特征：a过程缓慢，变形与裂纹成长同时进行b不断消耗外界能量c裂纹扩展到临界尺寸发生韧性断裂2、(1)脆性断裂特征：a低应力条件下发生b在低温条件下发生c从金属构件内部存在的裂纹作为裂纹源d在体心立方和密排立方金属材料中出现e沿低指数晶面穿晶解理（2）A、预防脆断的措施：a合理选材合理结构设计b构件的最低工作温度应高于材料脆性转变温度c保证材料有足够的韧度d减小应力集中程度e尽量减小由焊接产生的缺陷B、金属为什么会产生脆性断裂:由于应力分布不均匀而造成三向应力状态，如构件的截面突然变化、小的圆角半径、预存裂纹、刀痕、尖锐缺口尖端处往往由应力集中而引起应力不均匀分布，周围区域为了保触变形协调，便对高应力区以约束，即造成三向拉伸应力状态（3脆性断裂的断口形貌断口的宏观形貌：小刻面、人字条纹或山形条纹(2)断口的微观形貌：河流条纹、舌状花样、其他花）3、疲劳断裂特征：a疲劳负荷是交变负荷b在交变负荷作用下一次应力对构件不产生明显破坏作用c疲劳起源点出现在最大拉应力作用下d疲劳断裂过程：疲劳裂纹的萌生、疲劳裂纹的扩展、瞬时断裂4（1）蠕变的定义：金属材料在长时间恒温、恒应力作用下，即使应力低于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形，这种现象称为蠕变（2）蠕变变形三个阶段产生的原因：第一阶段（减速蠕变阶段）：因晶内滑移和晶界滑动等位错刚开始，障碍较少，随后出现位错增殖及空位，位错密度增大，位错逐渐塞积，晶格畸变不断增加，造成形变强化，蠕变速率随之降低。
第二阶段（恒速蠕变阶段）：位错移动与形变强化成平衡状态，这就是稳态蠕变。
第三阶段（加速蠕变阶段）：变形加速增长，材料丧失抵抗变形的能力，并致裂纹扩展断裂5（1）影响疲劳断裂的因素及改善途径1、构件表面状态：措施:提高构件的表面质量（抛光、精磨加工）2、缺口效应与应力集中：许多构件包含有缺口、螺纹、孔洞、台阶以及与其相类似的表面积和形状，也可能有刀痕、机械划伤等表面缺陷，这些部位使表面应力提高和形成应力集中区，且往往成为疲劳断裂的起源。
措施：设计中应尽量避免应力集中，制造工艺要确保缺口质量，有缺口的构件应避免选用缺口敏感的材料3、残余应力：残余应力预加负荷的作用，残余拉应力对疲劳不利，残余压应力对疲劳有利。
措施：消除残余应力或保护表面残余应力。
4、材料的成分和组织：在低循环疲劳条件下，许多金属的疲劳寿命和晶粒大小无关；而在在高循环疲劳条件下，晶粒尺寸减小可增加疲劳寿命，但小晶粒又会增加钢材对缺口的敏感性。
措施：细化晶粒工作条件：环境条件、其中载荷频率、次载锻炼、间歇运行、服役环境的温度及介质情况是主要的。
5、以奥氏体不锈钢为例，说明贫铬机理当不锈钢构件在对晶间腐蚀敏感的温度(称敏化温度650~700 )范围内停留一定时间时，就会产生晶间腐蚀倾向。
本质原因：晶界析出Cr23C6,晶界正贫Cr，在腐蚀介质中晶界与晶粒构成活态—钝态微电池，电池具有小阳极—大阴极的面积比，这样就导致晶界区的腐蚀（1）碳来源：钢中碳固溶度随温度变化而变化，高温时固溶的碳多，随温度下降，碳在钢中固溶度显著下降，当在650缓冷时，那些过饱和的部分碳从奥氏体不锈钢中析出，且碳的析出阻力很小，很快到达晶界。
（2）铬来源:碳在晶界处与铬结合，且铬在奥氏体中扩散阻力大，故形成Cr23C6中的Cr 主要消耗晶界处的Cr，晶粒内部扩散阻力大，因而扩散消耗很少。
6、预防晶间腐蚀措施：a尽可能降低钢中含碳量，以减少或避免晶界上析出碳化物b采用适当的热处理以避免晶界沉淀相的析出或改变晶界沉淀相的类型，固溶处理或稳定化处理c 在不锈钢中加入适量的稳定化元素钛或铌，或微量晶界吸附元素硼d选用奥氏体-铁素体双相不锈钢7、电偶腐蚀影响因素a材料的起始电位差与极化作用：差值越大腐蚀倾向越大b阴阳极的面积比：电偶腐蚀的阳极面积减小，阴极面积增大，将导致阳极金属腐蚀加剧，是因为电偶腐蚀电池工作时，阳极电流总是等于阴极电流，阳极面积越小，则阳极上的电流密度越大，即阳极金属的腐蚀速率越大，所以应避免大阴极小阳极的面积比。
c介质电导率：导电率增加会导致阳极面积的相对增加，使阳极腐蚀速度反而减小8、如何理解疲劳断口上的沙滩条纹（贝壳条纹）与疲劳辉纹，其实质不相同：（1）疲劳辉纹：在疲劳断口的显微观察中可看到a是一系列基本上相互平行的条纹b每一条疲劳辉纹表示该循环下疲劳裂纹扩展前沿线在前进过程中的瞬时微观位置c疲劳辉纹可分为韧性辉纹和脆性辉纹d疲劳断口的微观范围内，由许多大小不同、高低不同的小断片组成e辉纹的数目与载荷循环次数相等（2）沙滩花纹：存在在疲劳裂纹扩展区，是疲劳裂纹前沿线间断扩展的痕迹，是由于裂纹扩展时受到障碍导致负荷周期性突变而产生的9、金属构件常见失效形式及其判断1.常见的失效形式分为四大类：变形失效、断裂失效、腐蚀失效和磨损失效。
2.弹性变形失效原因：过载、超温或材料变质。
(高负荷、高温度)3.塑性变形失效的原因：过载，使构件的受力过大5.弹性变形失效与塑性变形失效的区别：（1）弹性变形的特点：a可逆性b单值性c变形量很小（2）塑性变形的特点：a不可逆性b变形量不恒定c慢速变形d伴随材料性能的变化10断裂失效的分类:（1）按断裂前变形程度分类:韧性断裂、脆性断裂（2）按造成断裂的应力类型及断面的宏观取向与应力的相对位置分类：正断、切断（3）按断裂过程中裂纹扩展所经的途径分类：沿晶裂纹、穿晶裂纹、混晶裂纹（4）按负荷的性质及应力产生的原因分类：疲劳断裂、环境断裂（5）按微观断裂机制分类：解理断裂、韧窝断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、结合力弱化断裂11、韧性断裂的宏观端口分为哪三个区：A.凹凸不平暗灰色且无光泽的纤维区b放射线纹理的灰色有光放射区c平滑丝光的亮灰色剪切唇区12、三个区域有何特点三个区所占整个断面面积与什么因素有关？因素：材料的性能、构件截面形状及尺寸、环境条件。
13、韧性断口上的等轴韧窝、切变韧窝、撕裂韧窝各在什么应力下产生？等轴韧窝：在正应力（即垂之于断面的最大主应力）的均匀作用下。
切变韧窝：在切应力（平行于断面的最大切应力）的作用下撕裂韧窝：在撕裂应力作用下出现伸长的或呈抛物线状的韧窝14、韧窝的大小，深浅和数量与什么因素有关韧窝的大小和深浅：决定于材料断裂时微孔的核心数量和材料本身的相对塑性,韧窝数量的多少取决于显微空洞数目的多少15、腐蚀类型按腐蚀历程分：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀；按腐蚀环境条件：工业介质的腐蚀、自然环境的腐蚀；按腐蚀形貌分类：全面腐蚀、局部腐蚀16、均匀腐蚀定义：如果金属材质和腐蚀环境都较为均匀，腐蚀均布于构件的整个表面，且以相同的腐蚀速度扩散，这种全面腐蚀就是均匀腐蚀防止：①选择合适的耐均匀腐蚀材料、②应用表面保护覆盖层、③控制环境、防蚀剂④电化学保护方法⑤合理的设计17、点腐蚀（孔蚀或小孔腐蚀）定义：在构件表面出现个别孔坑或密集斑点的腐蚀称为点腐蚀特征：1、特定材料，有钝化特性、阳极性镀层2、在特定的介质中3、特定电位4、孔蚀小5、隐蔽性6、局部的、有分散的，也有密集的7、经历一个诱导期，但长短不一8、当受到应力时，点蚀孔易成为裂纹源措施：1材料方面的措施：A选用耐点蚀性能良好的金属材料B对材料进行合理的热处理C 钝化处理或阳极氧化处理，使表面膜均匀致密2,、改善使用环境的措施A降低环境的侵蚀性B 提高溶液的流速或搅拌溶液C定期进行清洗D添加缓蚀剂E 阴极保护的电化学保护方法18、缝隙腐蚀定义：金属之间或金属与非金属之间形成很小的缝隙，使缝隙内介质处于静止状态，从而引起缝内金属加速腐蚀局部腐蚀形式称为缝隙腐蚀特征（与点蚀比）：1可发生在所有金属及合金上，对材料无特定限制2对介质无特定限制3易发生；措施：a材料方面的措施：A选用耐点蚀性能良好的金属材料B对材料进行合理的热处理C钝化处理或阳极氧化处理，使表面膜均匀致密b改善使用环境的措施A降低环境的侵蚀性B 提高溶液的流速或搅拌溶液C定期进行清洗D添加缓蚀剂E 阴极保护的电化学保护方法19、晶间腐蚀定义：晶间腐蚀是指构件金属材料的晶界及其邻近部位优先受到腐蚀，而晶粒本身不被腐蚀或腐蚀很轻微的一种局部腐蚀。