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第一章1. 失效的含义，分类，产品丧失规定的功能即为失效，分类为：按照失效发展的过程：早期失效，偶然失效；磨损失效1. (按照失效发生速度) 突发性失效、渐进性失效、间歇性失效；2.(按失效整体性) 系统性失效、部份性失效;3. (按失效可修复性) 暂时性失效、永久性失效；4. (按失效相关性)独立失效和从属失效，或者关联失效和非关联失效；5，按失效造成的后果：部份(退化)失效、彻底(恶性)失效、危（wei）险性(严重)失效、灾难性(致命)失效。
2.失效分析研究工作内容： (1)失效物理的研究：即从原子和份子的角度出发，来解释元件、材料失效的现象(2) 失效机理的研究：研究失效的物理、化学原因、失效过程及其影响因素。
(3)失效诊断的研究和失效预防工程技术方面的研究。
失效机理研究是基础，失效分析工作是实践，它们是促进整个失效分析工作以及失效理论向前发展的两个相辅相承的方面。
3.失效分析的内涵：1，失效分析(分析和查明产品的失效原因、失效机理、判断失效模式，研究并提出预防再失效的对策等技术活动和管理活动。
) 2；明确失效对象(在失效系统中寻觅并确认失效零件及其部位和失效过程) 。
3, 确定失效模式(失效模式是指失效的外在宏观表现形式和过程，可理解为失效的性质和类型。
)4, 研究失效机理(失效机理是指失效的物理、化学变化本质，其微观过程可追溯到原子、份子尺度和结构的变化。
他是对失效内在本质、必然性和规律性的研究。
失效模式与其有必然的联系)。
5, 找出失效原因(失效原因是指酿成失效甚至事故的直接关键性因素。
失效原因的查询和判断是建立在失效模式的确定和失效机理的分析基础上而得到科学结论。
)6, 提出预防措施(更清晰地认识使用材料、提出更合理的技术规范、改进材料的选用和工艺技术)4. :失效过程的特点：过程的不可逆性，过程的有序性，过程的不稳定性，过程的累计性。
失效原因的特点：必然性，双重性，实序性，普遍性。
概论失效定义：零件失去原有功能和作用。
失效形式：断裂、腐蚀、磨损、变形、内部组织发生质的变化等。
失效分析：揭示产品功能失效的模式和原因，弄清失效的机理和规律，找出纠正和预防失效的措施；分为事前、事中、事后分析，通常侧重于事后。
失效分析和一般实验研究的区别和联系：1.失效分析侧重点在于一个零件发生失效的具体失效原因和失效过程，具有很强的工程针对性和适时性，而一般的实验研究目的是不考虑某些因素地去揭示本质，带有一定的普遍性；2.两者之间的联系：普遍性研究可以作为失效分析的理论基础，而失效分析又可以成为理论研究的出发点，相互联系，相互促进。
失效分析基础按失效形态分类↓机械零件失效后的外部形态：过量变形、断裂及表面损伤（磨损和腐蚀）。
断裂失效的原因大致有：过载断裂、疲劳断裂失效、材料脆性断裂失效、环境诱发断裂失效、混合断裂失效。
按失效的诱因分类↓力学因素（机械力、热应力、摩擦力、活性介质）、环境因素、时间因素。
按经济法的观点来分↓产品缺陷失效、误用失效、受用性失效（属于它因失效）、耗损失效。
早期失效的来源：1、设计的问题，2、材料选择上的问题。
3、加工制造及装配中的问题。
4、不合理的服役条件（使用方法）。
如何降低应力集中：1.从强化材料方面考虑，有表面热处理强化、薄壳淬火、喷丸强化、滚压强化等方法。
2.从设计方面降低应力集中系数考虑，有变截面部位的过渡、适当选择开孔位置和方向、应力集中附近的低应力部位增开缺口和圆孔。
如何消除和调整残余应力：1.去应力退火。
2.回火或自然时效处理。
3.机械法（加静载或动载）。
应力分析与失效分析↓按应力状态概念，材料破坏有三种：脆断、剪断、屈服。
失效原因：单向拉（压）应力（韧断、脆断），平面拉应力（泄露、爆炸），弯曲应力（断裂、轴向裂纹），扭转应力（韧断、脆断、扭转角过大），交变应力，接触应力。
失效分析基本方法失效分析的思想方法：1、整体观念原则（设备-环境-人）。
2、从现象到本质的原则（不应只满足于找到断裂或其他失效机制，更重要的是找到致断或失效的原因）。
1概述 (2)1.1金属构件的失效及失效分析 (2)1.2 失效分析的意义 (4)1.2.1 促进科学技术的发展 (4)1.2.2 提高装备及构件的质量 (4)1.2.3 具有高经济效益和社会效益 (5)1.3 金属构件的失效形式及失效分析 (5)1.3.1 金属构件的失效形式 (5)1.3.2 引起失效的原因 (6)1.4失效分析与其他学科的关系 (6)1.5失效分析主要任务和应具备的基本素质 (7)2失效分析基础知识 (7)2.1金属构件中可能引起失效的常见缺陷 (7)2.1.1 铸态金属组织缺陷 (7)2.1.2 金属锻造及轧制件缺陷 (10)2.1.3 夹杂物及其对钢材性能的影响 (11)2.1.4 金属焊接组织缺陷 (13)2.1.5 钢铁热处理产生的组织缺陷 (15)2.2 力学计算基本概念 (16)2.2.1 传统强度理论及其适用范围 (16)2.2.2断裂力学基本概念 (18)2.3环境作用机理 (19)2.3.1 化学反应 (19)2.3.2 电化学反应 (20)3 金属构件常见的失效形式及其判据 (21)3.1 变形失效 (22)3.1.1 金属构件的弹性变形失效 (22)3.1.2 金属构件的塑性变形失效 (23)3.1.3 高温作用下金属构件的变形失效 (24)3.2断裂失效 (25)3.2.1 断裂失效的分类 (25)3.2.2 韧性断裂 (26)3.2.3 脆性断裂 (29)3.2.3疲劳断裂 (32)3.3腐蚀失效 (37)3.3.1 腐蚀的类型 (37)3.2.2 均匀腐蚀 (39)3.3.3 点腐蚀及缝隙腐蚀 (39)3.3.4 晶间腐蚀 (41)3.3.5 电偶腐蚀 (43)3.3.6 氢腐蚀 (44)3.3.7应力腐蚀开裂 (45)3.3.8 腐蚀疲劳 (48)3.4 磨损失效 (49)3.4.1 磨损的类型 (49)3.4.2 磨料磨损 (49)3.4.3粘着磨损 (50)3.4.4 冲蚀磨损 (50)3.4.5 微动磨损 (51)3.4.6 腐蚀磨损 (51)3.4.7 疲劳磨损 (51)3.4.8 提高耐磨性的途径 (51)4.失效分析的思路、程序和基本技能 (52)4.1失效分析的思路和逻辑方法 (52)4.1.1失效分析思路的重要性 (52)4.1.2 构件失效过程及其原因和特点 (52)4.2 失效分析的程序 (52)4.2.1 接受任务明确目的要求 (53)4.2.2 调查现场及收集背景资料 (53)4.2.3 失效件的观察、检测和试验 (53)4.2.4 确定失效原因并提出改进措施 (53)4.3 失效件的保护、取样及试样清洗、保存 (54)4.3.1失效件的保护 (54)4.3.2 失效件的取样 (54)4.3.3 试样的清洗 (54)4.3.4 试样的保存 (54)4.4 常规测试技术 (54)4.4.1 测试技术选用原则 (54)4.4.2 化学成分分析 (54)4.4.3 力学性能测试 (55)4.4.4 金相检验 (55)4.4.5 无损检验 (55)1概述1.1金属构件的失效及失效分析由金属零部件构成各种各样的金属装备，这些金属零部件称为金属构件。
1.滚动轴承的受力分析滚动轴承在工作中，在通过轴心线的轴向载荷（中心轴向载荷）Fa作用下，可认为各滚动体平均分担载荷，即各滚动体受力相等。
当轴承在纯径向载荷Fr作用下（图6），内圈沿Fr方向移动一距离δ0，上半圈滚动体不承载，下半圈各滚动体由于个接触点上的弹性变形量不同承受不同的载荷，处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大，其值近似为5Fr/Z（点接触轴承）或4.6Fr/Z（线接触轴承），Z为轴承滚动体总数，远离作用线的各滚动体承载逐渐减小。
对于内外圈相对转动的滚动轴承，滚动体的位置是不断变化的，因此，每个滚动体所受的径向载荷是变载荷。
2.滚动轴承的载荷计算（1）滚动轴承的径向载荷计算一般轴承径向载荷Fr作用中心O的位置为轴承宽度中点。
角接触轴承径向载荷作用中心O的位置应为各滚动体的载荷矢量与轴中心线的交点，如图7所示。
角接触球轴承、圆锥滚子轴承载荷中心与轴承外侧端面的距离a可由直接从手册查得。
接触角α及直径D，越大，载荷作用中心距轴承宽度中点越远。
为了简化计算，常假设载荷中心就在轴承宽度中点，但这对于跨距较小的轴，误差较大，不宜随便简化。
图8角接触轴承受径向载荷产生附加轴向力1)滚动轴承的轴向载荷计算当作用于轴系上的轴向工作合力为FA，则轴系中受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=FA，不受FA作用的轴承的轴向载荷Fa=0。
但角接触轴承的轴向载荷不能这样计算。
角接触轴承受径向载荷Fr时，会产生附加轴向力FS。
图8所示轴承下半圈第i个球受径向力Fri。
由于轴承外圈接触点法线与轴承中心平面有接触角α，通过接触点法线对轴承内圈和轴的法向反力Fi将产生径向分力Fri；和轴向分力FSi。
各球的轴向分力之和即为轴承的附加轴向力FS。
按一半滚动体受力进行分析，有FS ≈ 1.25 Frtan α(1)计算各种角接触轴承附加轴向力的公式可查表5。
表中Fr为轴承的径向载荷；e为判断系数，查表6；Y 为圆锥滚子轴承的轴向动载荷系数，查表7。
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。
