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失效分析概述杜晨阳中国特种设备检测研究院提纲•失效和失效分析基本概念•失效分析作用•失效分析的步骤和思路•断口分析•失效案例简介失效的概念失效：GB3187-82中定义，产品丧失规定的功能。对可修复产品通常也称故障。结构、零件或机器的形状、尺寸或材料性能发生改变，不能满意地执行预期的功能。突发性、渐进性和间歇性。失效分析的概念判断失效模式、查找失效的原因和机理，提出防止类似事故再次发生的技术活动和管理活动。失效分析的作用飞机材料由于缺陷在不同阶段所造成损失的例子：草图阶段损失为1生产阶段再发现损失为10终检阶段损失为100出厂使用后损失为1000带入产品改型损失为10000因缺陷失事损失达10万至100万失效分析的作用1、失效分析可以减少和预防机械产品同类失效现象重复发生，从而减少经济损失和提高机械产品质量失效分析的作用2、失效是产品质量控制网发生偏差的反映，失效分析是可靠性工程的重要基础技术工作，是机械产品全面质量管理中重要组成部分和关键技术环节。失效分析的作用3、失效分析可为裁决事故责任、侦破犯罪案件、开展技术保险业务、修改和制订产品质量标准方面提供可靠科学技术依据失效分析的作用4、失效分析可为技术开发、技术改造、技术进步提供信息、方向、途径和方法5、失效分析可为各级领导进行宏观经济和技术决策提供重要的科学的信息来源。失效分析是从现在入手着眼于未来的科学，是从失败入手着眼于成功的科学。失败成功人类的进化和发展科技的进步和提高知识的探索和创新失效分析预测预防失效是成功之母失效分析是一个复杂的过程失效分析是一个十分复杂的过程，特别是一个大系统的失效，一般工作条件复杂、可疑点较多、难度也大，对失效人员的要求是知识面要广，并具有一定深度，以及丰富的实践经验。是一门综合性的技术学科，涉及材料学、力学、摩擦学、腐蚀学和机械制造工艺。如何开展失效分析工作•开展失效分析需要领导的重视和支持；•需要有硬件的保证；•需要失效分析人员有较高的素质；•有正确的失效分析思路和失效分析步骤。对失效分析人员的要求1、实事求是，用事实说话，勇于坚持真理；2、敏锐的观察力和熟练的分析技术，善于捕捉失效信息和证据；3、正确的失效分析思路和良好的失效模式、失效原因判断能力，要有“医生的思路，侦探的技巧”；4、善于学习，他人、书本、实践等；5、扎实的专业基础知识和较广的知识面。失效分析的步骤•1)现场调查，包括保护失效现场，查明事故发生的时间、地点及失效过程。收集残骸碎片，保护好断口，写出现场调查报告等。•2)收集背景材料：设备的基本参数、运行记录、维修记录、失效历史情况、设计图样及说明书等•3)技术参量复验：对材料的化学成分、金相组织、常规力学性能等的复验失效分析的步骤•4)深入分析研究：失效件的宏观检查；断口分析；无损探伤检查；表面及界面成分分析；局部或微区成分分析；相结构分析等。•5)综合分析归纳，推理判断提出初步结论•6)撰写失效分析报告。失效分析的思路失效分析全过程的思维路线。是指在思想中以机械失效的规律为理论依据，把通过调查、观察和实验获得的失效信息分别加以考察，然后有机结合起来做为一个统一整体综合考察，以获取的客观事实为证据，全面应用逻辑推理的方法，来判断失效事件的失效模式，并推断失效原因。失效分析的思路1、撒大网逐个因素排除的思路操作人员、机械设备系统、材料、制造工艺、环境和管理2、失效树（故障树）3、逻辑推理演绎推理、归纳推理、类比推理等延性断裂材质工艺引起延性断裂引起延性断裂设计材质工艺复查设计复核严重超载引起延性断裂使用受力分析热加工失效金相组织力学性能检查冷加工失效尺寸表面质量检查结构设计失误设计复核选材失误材料强度复核断口分析断口分析的任务：1.确定断裂的宏观性质：延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂2.确定断口的宏观形貌：纤维状断口、结晶断口、放射花样、剪切唇3.查找裂纹源区的位置和数量4.确定断口的形成过程，裂纹从何处发展、向何处扩展、扩展的速度5.确定断裂的微观机制：解理、准解理、微孔型，沿晶、穿晶6.确定断口表面产物的性质断口的微观分析•钢铁材料在外力作用下因强烈滑移位错堆积，在变形大的区域产生很多显微空洞。或因夹杂物破碎，夹杂物和基体金属界面的破碎而形成许多微小孔洞。孔洞在外力作用下不断长大，聚集形成裂纹直至最终分离，这种断裂方式称为微孔聚集型断裂（过载断裂）其断口为韧窝断口无夹杂物的等轴韧窝ZG25钢每个韧窝中有—球形硫化锰夹杂物剪切韧窝撕裂韧窝断口的微观分析•解理断裂：晶体材料因受拉应力作用沿着某些严格的结晶学平面分离的过程，其断口为解理断口。•解理断裂前几乎没有塑性变形，宏观特征是结晶状小刻面，“放射状”或“人字形”花样•解理断裂的微观形貌特征：河流花样、解理台阶、舌状花样、扇形花样、羽毛花样等。断口的微观分析断口的微观分析断口的微观分析•准解理断裂：塑性变形量大于解理断裂又小于延性断裂，在片状马氏体、回火马氏体及贝氏体组织的钢中常可看到。是一种脆性穿晶断口。断口的微观分析•沿晶断裂：沿晶正向断裂延性断裂应力腐蚀开裂疲劳断裂断口的微观分析•疲劳断裂：疲劳源区疲劳裂纹扩展区瞬时断裂区断口的微观分析断口的微观分析案例简介案例简介案例简介案例简介案例简介Thankyou谢谢！