失效分析案例举例[37P][928KB]

机械零件的失效案例我给你讲个机械零件失效的搞笑案例哈。

就说那个工厂里的小输送带，它上面有好多那种滚轮零件，就像一个个小轮子似的，负责把货物稳稳当当往前送。

有一天啊，这输送带突然就乱了套，货物在半道就卡住了。

工人师傅们赶紧去检查，一瞧，原来是其中一个滚轮“罢工”了。

这个滚轮呢，本来是应该在轴上好好转的，就像人在跑步机上跑步一样顺畅。

可是呢，这个滚轮的轴承不知道咋回事，估计是平时累着了，里面的润滑油都跑没了，就开始干磨。

这干磨可不得了啊，就像你穿着新皮鞋在沙子地里使劲儿蹭一样，没几下，那滚轮就被磨得坑坑洼洼的，最后直接卡在轴上动不了了。

还有一个例子呢，是汽车发动机里的活塞环。

这活塞环就像守门员一样，得把燃烧室内的气体给密封好。

有个哥们儿开着他那辆老汽车，突然就发现车子没劲儿，还冒黑烟。

开到修理厂一看，原来是活塞环失效了。

为啥呢？这哥们儿开车的时候特别猛，老是大脚油门轰。

这活塞环就像一直在参加马拉松比赛还不让休息的选手，时间长了，就被磨得瘦了一圈，密封效果就不行了。

这就好比守门员漏了个大洞，那气体就乱蹿，发动机能正常工作才怪呢。

再说说那个工厂里的大风扇，风扇叶片也是机械零件啊。

有一回，天气特别热，大家都指望着风扇能带来点凉风呢。

结果这风扇转着转着，就发出一阵怪声，然后就慢了下来。

维修师傅上去一看，发现有一片叶片断了。

这叶片为啥断呢？原来是之前有个小物件不知道怎么就飞进了风扇里，就像一个调皮的小鬼在捣乱。

这个小物件就不停地撞那叶片，就像你拿个小锤子不停地敲一根筷子一样，时间长了，那叶片哪受得了啊，“咔嚓”就断了，这风扇也就没法好好工作了。

其它件失效分析实例本部分主要是列举了有关加工工艺过程的产品：冷成型件、铸件、锻件、焊接件等失效的实例；同时也介绍了有关服役过程中产生的失效实例，如模具失效、飞机零部件失效、纺纱嘴失效……等。

详细情况请参阅下面各具体实例。

1．黄铜板裂纹失效H68黄铜板冷冲压成型(有筋肋)后，未经过其它后续退火等热处理，就直接在含有铁锈、一定汞量及其它杂质的水介质中应用。

断续使用数月后，在铜板冲压件的一些筋肋处出现明显的裂纹如图1所示。

取样作金相分析检查，其微观组织及裂纹分布情况如图2所示。

由于出现颇多裂纹，使该件大量报废。

从裂纹的分布形态并结合生产工艺和使用情况可知，其裂纹的产生，是由于铜板冲压变形后，未经消除应力处理，而后又在含汞等介质中使用之故。

产生的裂纹属应力腐蚀裂纹。

一般铜制冲压件均有较大的内应力存在，应在200~300℃温度范围进行数小时退火处理，方可避免因冲制而引起的应力腐蚀破坏。

图1 OPI 图象说明：黄铜板筋肋的宏观裂纹分布情况。

垂直裂纹截取试样，作剖面金相观察，在放大60倍下裂纹已经穿透整个截面。

图象说明：黄铜板之微观组织和裂纹分布情况。

裂纹沿α相晶界扩展。

试样经浸蚀后，在原裂纹区域放大至200倍观察，组织为α单相固溶体，裂纹大多沿α相晶粒边界分布，这是铜制件的一种典型应力腐蚀裂纹形态。

图2 OPI2．葫芦吊钩失效失效件为起重葫芦吊钩，是进口设备，材料采用相当于18CrNi钢。

该吊钩服役四年之后，在1983年11月26日吊装甲醇塔时，葫芦吊钩突然断裂，发生重大事故。

观察吊钩的外观形貌，发现断裂是从钩子轴端点起始的，如图3所示。

宏观观察断口呈暗灰色，断口面倾斜，凹凸不平，有明显的拉伸纤维特征如图4所示。

图3 OPI 图象说明：葫芦吊钩宏观外形。

图中左上方圆环部位是钩子轴端断裂处，如箭头所指。

图象说明：宏观断口形貌，断口灰暗，粗糙不平，断口面倾斜，具有纤维状形貌特征。

图4 OPI3．手工钳头筒体断裂失效手工钳头筒体材料为40Cr钢，其热处理工艺为840℃淬火和低温回火，在泵水试验时筒体发生断裂。

典型钢材失效分析案例详解案例一：端联器螺栓脆性断裂失效零件名称：端联器螺栓零件材料：中碳铬钼钢失效背景：在20余台重载履带车辆共6000多个端联器螺栓中有3个螺栓断裂，失效率为0.044%。

失效螺栓均是在使用初期断裂，见图1-1，螺栓断面形貌见图1-2。

图1-1的失效螺栓是一条新履带装车行驶1km后停车维护时，出现突然断裂。

螺栓头部一段从端联器中间的光孔中掉落，有螺纹的另一段残留在端联器上的螺纹孔中。

螺栓的服役条件在静止时受预紧静拉力，运动时受预紧静拉力加交变切向力。

图1-1断裂螺栓图1-2断裂螺栓的正面断口形貌失效部位：螺栓断裂部位位于垂直于轴向的螺纹中部。

失效特征：从图1-2螺栓断裂面看出，断口呈起伏状，无塑性变形，个别区域有面积大小不等的小平面，整个断面上无冶金缺陷。

断裂源只有一个，起始于断面外侧的螺纹根部应力集中处，断裂源宽约1mm，在半径2mm内的区域内较平坦，断裂源两侧10mm外的其余断面外圆处有1mm左右的拉边，断面主要由沿晶、冰糖状、大量的晶间微裂纹组成，整个断裂面上各个小平面之间没有显著的分界线，也没有疲劳断裂中的贝纹线，呈现出典型的无塑性脆性断裂形态。

综合分析：理化检测的化学成分、非金属夹杂物、晶粒度及热处理质量的结果表明，原材料、螺栓制造质量均满足技术要求。

螺栓的基体金相组织见图1-3，微观扫描断口形貌见图1-4。

图1-3断裂螺栓的金相组织200x图1-4断裂螺栓的扫描断口形貌查找生产作业，发现当初螺栓拧紧装配时，实际拧紧力矩远大于设计规定的力矩。

为对比分析，取9枚螺栓实物（8枚已使用无问题的螺栓，1枚未使用螺栓），进行强断拉伸试验。

螺栓拉伸试验断口的断裂源也同样位于一侧螺纹根部应力集中处，属于线断裂源，断口形貌平齐，见图1-5。

断口微观形貌见图1-6。

两种断口形貌对比见表1-1。

图1-5合格螺栓断口形貌（一） 图1-6合格螺栓断口形貌（二）表1-1两种断口形貌对比断口 失效件断口 无问题实物断口断口典型 形貌 断裂源附近的断面主要为沿晶断裂，呈冰糖 状，无明显塑性变形，还有少量韧窝。

失效分析案例举例案例1 油井套管腐蚀0、背景介绍：1、套管腐蚀形貌2、腐蚀产物ＸＲＤ分析3、油套管材质的金相和非金属夹杂分析4、管壁ＳＲＢ分析检测5、腐蚀试验6、结论背景介绍：中原油田全油田有100多口井套管腐蚀穿孔，30多口井报废，200多口井套管待修。

油井套管的最大穿孔速度为0.48ｍｍ年。

1套管腐蚀形貌对现场取出损坏的套管进行解剖分析。

套管内壁分布腐蚀坑,管内壁腐蚀面平稳,腐蚀沿管轴纵向延伸呈马蹄形,其横断面为上宽下窄的梯形深谷状,管壁穿孔处周边锐利,界面清晰。

从总体上看,套管内壁都附着黑色粘性油污,无明显腐蚀产物堆积，主要表现为坑蚀穿孔,并有一定的流体冲刷作用。

2腐蚀产物ＸＲＤ分析取套管内壁物质,洗去油污,再用丙酮清洗吹干,进行Ｘ—射线衍射分析。

套管内壁腐蚀产物中主要有ＦｅＣＯ3和ＣａＣＯ夹杂有ＮａＣｌ和硫酸亚铁等。

腐蚀产物的主要成份为碳酸盐,显示出套管、油管腐蚀与ＣＯ2腐蚀有关。

3油套管材质的金相和非金属夹杂分析采用电子探针分析仪进行钢基、夹杂物定性、定量和元素面分析。

套管钢的纵截面夹杂物形貌及面分析发现, 大量细小球形暗灰色颗粒为Ａｌ2Ｏ3, 短条状为ＭｎＳ。

材质中夹杂物以Ａｌ2Ｏ3和ＭｎＳ为主, 少量Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2存在。

整个材料裂口面上夹杂物多且分散较均匀,夹杂物以Ａｌ2Ｏ3、ＭｎＳ为主散均匀,加速了钢材的腐蚀。

同时经电子探针元素定量分析表明随着向腐蚀坑底的深入,表层元素中氧、硫、氯、钙、镁含量在逐步增大。

说明生成的腐蚀产物有铁氧化物、硫化铁、碳酸钙、碳酸镁等,并随腐蚀深入呈增加趋势。

4管壁ＳＲＢ分析检测取下管壁内表面的附着物, 置于100ｍＬ已灭菌处理的8%的生理盐水中,并使之均匀分散于盐水中,取1ｍＬ此盐水逐渐稀释至10-10级，采用绝迹稀释法测量最大可能菌量。

分别在三种温度下(37℃、50℃和80℃)进行培养，连续观察并记录结果和现象。

实验结果表明，在37℃条件下,ＳＲＢ活性很差，80℃时没有长出，50℃时最适合该细菌的生长，生长指标为221,菌量大约为3.0×104个/ｃｍ2。

民用飞机失效分析实例选编
根据航空安全管理办法，民用飞机制造企业、运营企业和航空局应当对民用飞机的失
效事件进行及时清查，并分析时间和原因的形成，提供有关的维修或更正措施，以期尽量
减少失效事件发生率。

一个反映民用飞机失效的实例将进一步阐述失效的清查和分析。

一架运营企业的民用
飞机在其航班操作过程中，由于发动机故障导致航班延误，空中客车公司调查此事件，分
析了失效原因。

首先，清查了飞机发动机技术状况，发现该发动机运转中发动机火花塞无法正常工作，检查发动机大活塞进口和出口压力发现，进口压力较之出口压力减少12磅，此现象推断
火花塞故障影响到发动机运行，最终造成航班延误。

接着，空中客车公司进行了进一步的分析，从发动机调试资料中，特别是拆卸火花塞
发现，火花塞活塞销内孔有气液混合物流出，拆卸后更明显，火花塞应急修理工艺推算出
上次修理工作没有完全到位，严重影响到发动机火花塞的运行，导致航班延误。

通过及时有效的失效清查分析，空中客车公司分析出失效的原因为发动机火花塞故障，并采取了应急措施更换火花塞，从而解决了该问题。

同时，它还对由火花塞失效而造成的
航班延误造成的损失负责，安慰乘客减少不愉快。

经过上述实例，民航机构应当积极及时清查和分析失效事件，海纳百川，体系失效原因，及时将失效故障点注入维修数据库，从而减少失效率，确保航班安全操作。

佳木斯大学失效分析案例失效分析案例0 零件背景：某⼀外径为ø450 mm, 壁厚为 50mm 的GCrl5SiMn 钢轴承圈 ,在最终热处理后进⾏磨削加⼯时,批量产⽣沿径向由外表⾯迅速向内表⾯扩展的开裂,造成很大的经济损失。

其⽣产⼯艺为轧制(1050～1150℃锻造) 球化退火→机械加⼯→淬⽕(840 ℃)⼗回⽕(170℃)→磨削等⼯序。

1.1化学成分分析取一部分试样碎末，利用化学元素分析仪分析零件成分。

从上表看出，零件的化学成分符合标准要求。

1.2 硬度分析在⾦相抛光⾯上,从裂纹源处开始沿轴向至壁厚中部每隔 3 mm 检测其硬度。

表 2 显⽰,裂纹边缘硬度与内部硬度基本⼀致,硬度均大于 60 HRC,符合标准要求;⽆明显脱碳软化现象。

1.3 断口宏观形貌采⽤机械加压⽅法使套圈沿裂纹断开,⾸先对断⼝形貌⽤⾁眼观察。

⽤线切割从试样断⼝处切取⼀块含有裂纹源区⼗裂纹扩展区⼗压断区的断⼝试样。

⽤酒精清洗后在丙酮中⽤超声波清洗 20 min 取出⼲燥,⽤扫描电镜观察该断⼝形貌通过⾁眼观察发现,裂纹源位于轴承套圈外表⾯沟槽尖⾓处。

试样两断⾯均为裂纹扩展形成,裂纹长⽽平直,由轴承套圈外表⾯沿径向向内表⾯扩展,初始裂纹最深处约为 15 mm,裂纹总长约 60mm。

初始裂纹有褐⾊氧化条纹,继续向⾥扩展为灰⾊,裂纹表⾯光滑细腻呈瓷状,属典型的脆性断⼝特征。

新断⼝呈银灰⾊,断⼝组织细密有⾦属光泽,说明晶粒很细⼩。

由图 2a 可见,断⼝平齐呈放射状特征,没有明显的塑性变形迹象,断⾯结构呈细瓷状,边缘⽆明显剪切唇,也⽆纤维状。

由图 2b 可见,断⼝形貌为韧窝⼗解理断⼝,呈混合断⼝特征。

大部分属于沿晶脆性开裂,沿晶分离⾯平滑,⽆微观塑性变形特征,晶粒均匀细⼩,⽆过热特征。

但发现有很长很深的⼀条穿晶带(如箭头所⽰),认为应该存在某种链条状脆性组织缺陷。

由图 3 可见,新压断⼝处形貌与起裂处大体相同 ,断⼝形貌仍为韧窝⼗解理断⼝ ,混合断⼝特征不变。

最新失效分析经典案例分享案例一：某知名手机品牌电池爆炸事件某知名手机品牌近期发生了一起电池爆炸事件，导致用户受伤。

经过详细的失效分析，发现电池在高温环境下，由于内部结构设计不合理，导致电池内部短路，进而引发爆炸。

这一案例提醒我们，在产品设计和生产过程中，必须高度重视电池的安全性，严格把控电池的质量和性能。

案例二：某电动车品牌刹车失灵事件某电动车品牌近期发生了一起刹车失灵事件，导致用户在行驶过程中无法及时停车，造成交通事故。

经过失效分析，发现刹车系统中的传感器存在设计缺陷，导致刹车信号无法正常传输。

这一案例警示我们，在产品设计和生产过程中，必须关注关键部件的可靠性，确保产品的安全性。

案例三：某智能门锁品牌指纹识别失效事件某智能门锁品牌近期发生了一起指纹识别失效事件，导致用户无法正常使用门锁。

经过失效分析，发现指纹识别模块中的芯片存在质量问题，导致识别准确率下降。

这一案例提醒我们，在产品设计和生产过程中，必须关注关键零部件的质量，确保产品的稳定性和可靠性。

最新失效分析经典案例分享案例四：某品牌空调制冷效果不佳事件某品牌空调近期被用户投诉制冷效果不佳，经过详细的失效分析，发现空调制冷系统中的冷凝器存在制造缺陷，导致制冷剂泄漏，影响了空调的制冷效果。

这一案例提醒我们，在产品设计和生产过程中，必须重视冷凝器等关键部件的质量，确保空调的制冷效果。

案例五：某品牌笔记本电脑触摸屏失灵事件某品牌笔记本电脑近期发生了一起触摸屏失灵事件，导致用户无法正常使用触摸屏功能。

经过失效分析，发现触摸屏的传感器存在设计缺陷，导致触摸信号无法正常传输。

这一案例警示我们，在产品设计和生产过程中，必须关注触摸屏等关键部件的可靠性，确保产品的使用体验。

案例六：某品牌洗衣机漏水事件某品牌洗衣机近期发生了一起漏水事件，导致用户家中地面受损。

经过失效分析，发现洗衣机的排水系统存在设计缺陷，导致排水不畅，进而引发漏水。

这一案例提醒我们，在产品设计和生产过程中，必须关注排水系统等关键部件的设计，确保产品的使用安全。