7磨损与腐蚀失效分析资料
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失效分析知识点第一章概论1.失效的定义:当这些零件失去其应有的功能时,则称该零件失效。
2.失效三种情况:(1).零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等从而完全丧失其功能;(2).零件在外部环境作用下,部分的失去其原有功能,虽然能工作,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. 失效分析定义: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。
也就是研究失效的特征和规律,从而找出失效的模式和原因。
4. 失效分析过程:事前分析(预防失效事件的发生)、事中分析(防止运行中设备发生故障)、事后分析(找出某个系统或零件失效的原因)。
5. 失效分析的意义:(1).失效分析的社会经济效益:失效将造成巨大的经济损失;质量低劣、寿命短导致重大经济损失;提高设备运行和使用的安全性。
(2).失效分析有助于提高管理水平和促进产品质量提高;(3).失效分析有助于分清责任和保护用户(生产者)利益;(4).失效分析是修订产品技术规范及标准的依据;(5).失效分析对材料科学与工程的促进作用:材料强度与断裂;材料开发与工程应用。
第二章失效分析基础知识一.机械零件失效形式与来源:1.按照失效的外部形态分类:(1)过量变形失效:扭曲、拉长等。
原因:在一定载荷下发生过量变形,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(静载荷):由于载荷或应力超过当时材料的承载能力而引起;环境介质引起的断裂:环境介质和应力共同作用引起的低应力脆断;疲劳断裂(交变载荷):由于周期作用力引起的低应力破坏。
(3)表面损伤失效: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: 环境气氛的化学和电化学作用引起。
(4).注:断裂的其他分类断裂时变形量大小:脆性断裂、延性断裂;裂纹走向与晶相组织的关系:穿晶断裂、沿晶断裂;2.失效的来源:(1).设计的问题:高应力部位存在沟槽、机械缺口及圆角半径过小等;应力计算错误;设计判据不正确。
材料的磨损失效分析论文摘要:磨损失效是各种机械设备和工业系统中经常面对的问题,工程材料的磨损失效分析研究已经成为材料科学领域中的一个重要分支。
本文主要从材料磨损失效的定义、磨损机理、影响因素等方面进行论述,同时也介绍了各种常用的磨损试验和磨损机制的分析方法。
一、引言材料磨损失效是材料科学领域中的关键问题之一,也是各种机械设备和工业系统中经常面对的问题。
磨损失效对于材料的性能、寿命以及工程系统的运行稳定性等都有着重要的影响。
因此,材料的磨损失效分析研究已经成为材料学家和工程师们在实践中面对的一个重要课题。
二、定义磨损失效是指材料表面经过一段时间的磨擦、摩擦或冲击等作用后,发生的表面金属被剥蚀、脱落或破裂等现象。
磨损失效的产生会引起零件的尺寸变化、功能失效等,并且会导致机械设备的整体质量下降、效率降低,甚至直接影响设备的安全性。
三、磨损机理材料的磨损失效产生的原因是多种多样的,主要包括机械磨损、化学磨损和疲劳磨损等。
机械磨损:是指当材料表面受到摩擦或磨擦力的作用时,表面会出现磨损或剥落,这是最常见的磨损机理之一。
化学磨损:是指当材料表面发生化学反应时,会产生一定的磨损现象。
例如,酸性溶液中的金属腐蚀就是一种典型的化学磨损现象。
疲劳磨损:是指当材料表面受到重复的载荷作用时,会产生一定的磨损现象。
例如,当材料表面反复承受机械振动或冲击时就会产生疲劳磨损现象。
四、影响因素磨损失效的产生不仅与材料本身的性能有关,还与外界环境、工作条件等相关因素有关。
主要影响因素包括:材料硬度:材料硬度高时,耐磨性能较强,相反,材料硬度低则耐磨性能较弱。
材料的组织结构:材料的组织结构越细致,材料的强度和硬度越高,抗磨性能也就越强。
载荷和速度:当外部载荷或速度增大时,耐磨性能也会随之减弱。
工作环境:物理性能、化学性质以及工作环境的pH值等因素都会对材料的耐磨性能产生影响。
五、磨损试验磨损试验是磨损失效分析的重要部分,目的在于了解材料的磨损失效性能,并开展磨损机理和降低磨损失效的研究。
磨损腐蚀原因分析及解决办法腐蚀磨损是指摩擦副对偶表面在相对滑动过程中,表面材料与周围介质发生化学或电化学反应,并伴随机械作用而引起的材料损失现象。
腐蚀磨损通常是一种轻微磨损,但在一定条件下也可能转变为严重磨损。
常见的腐蚀磨损有氧化磨损和特殊介质腐蚀磨损。
1.氧化磨损除金、铂等少数金属外,大多数金属表面都被氧化膜覆盖着,纯净金属瞬间即与空气中的氧起反应而生成单分子层的氧化膜,且膜的厚度逐渐增长,增长的速度随时间以指数规律减小,当形成的氧化膜被磨掉以后,又很快形成新的氧化膜,可见氧化磨损是由氧化和机械磨损两个作用相继进行的过程。
同时应指出的是,一般情况下氧化膜能使金属表面免于粘着,氧化磨损一般要比粘着磨损缓慢,因而可以说氧化磨损能起到保护摩擦副的作用。
2。
特殊介质腐蚀磨损在摩擦副与酸、碱、盐等特殊介质发生化学腐蚀的情况下而产生的磨损,称为殊殊介质腐蚀磨损。
其磨损机理与氧化磨损相似,但磨损率较大,磨损痕迹较深。
金属表面也可能与某些特殊介质起作用而生成耐磨性较好的保护膜。
金属件表面在液体、气体或润滑剂中发生化学或电化学反应,形成较易被磨损或剥离的腐蚀产物,在摩擦过程中腐蚀产物被剥离,暴露出的新的金属面又进入新的化学反应,如此交替出现腐蚀和磨损而使材料损失.腐蚀磨损的破坏作用大大超过单纯的腐蚀或磨损.一般金属洁净表面与空气接触后生成氧化膜,多数金属表面氧化膜的厚度为0.01微米。
当磨损速度低于氧化膜厚度的增长速度时,氧化和磨损尚不相互促进,膜层可起保护作用.当磨损速度超过氧化速度,腐蚀磨损便变得剧烈.但氧化膜又不宜过厚,否则易于脆性断裂,形成硬的氧化物磨粒,使磨损加速.腐蚀磨损与环境、温度、滑动速度、载荷和润滑条件有关,相互关系极为复杂。
如内燃机轴承在湿空气中容易生锈,在润滑剂中工作也常会出现腐蚀磨损。
在特殊介质中工作的选矿机械和化工机械等的零件更常出现严重的腐蚀磨损.防止腐蚀磨损应从选材(如用不锈钢和耐蚀合金等)、表面保护处理等方面入手。