失效分析方法.ppt

失效分析及其技术方法朱衍勇2011.8.26目录失效分析的意义失效的分类失效分析的一般步骤失效分析的技术方法 失效分析的意义失效分析是一门从失败中得到知识和寻求成功的科学；是一门常新的具有综合性和实用性的科学；伴随着新技术的应用发展，永远没有终点。失效分析的意义失效分析涉及广泛的学科领域和技术门类，不但需要综合的分析测试技术，还需要有广泛的科学知识基础，如断口学，痕迹学，无损检测，金相学，显微学，材料学，工艺学，结构力学，材料力学，断裂力学，物理学，化学，电化学，摩擦学，以及机械设计制造等等，甚至有一些学科本身就是通过失效分析发展起来的。因此失效分析又是一门边缘性的科学。失效分析的意义失效分析的目的：找出引起失效的原因，以便能够采取有效措施，避免同类失效事件的重复发生，或寻求改进方法提高装备效率。失效分析的意义失效分析的作用：接受前车之鉴，避免事故重演；从失败中得到经验，以利改进而逐步走向成功；分清事故责任，为受害方挽回损失；为更合理的制定和修订技术规范提供依据；为消化引进技术提供帮助；为健全法规提供参考；为制定发展规划提供依据；失效分析的案例可以为重大突发事件的临场处理等技术问题提供科学依据；作为司法鉴定的重要手段之一。失效分析的意义失效分析既是经验的运用，又是对新事物的认识过程，往往不会一蹴而就，可能经常要经过多次反复分析和模拟过程，而正是这样得到的经验才更有价值。失效事件个别的出现或为偶然，统计的出现则为必然失效分类腐蚀失效；磨损失效；变形失效；裂纹和断裂失效；功能失效。腐蚀失效全面腐蚀；电化学腐蚀；缝隙腐蚀；点腐蚀；晶间腐蚀；选择腐蚀；生物腐蚀；气蚀；氢腐蚀；应力腐蚀；液态金属致脆腐蚀磨损失效：粘着磨损；磨粒磨损；接触疲劳磨损；腐蚀磨损；冲击磨损；振蚀磨损；冲蚀磨损；变形失效蠕变；损伤变形；过载变形；裂纹和断裂失效过载断裂；应力腐蚀断裂；腐蚀疲劳；高温疲劳；高周疲劳；低周疲劳；热疲劳；低温脆性断裂；蠕变疲劳断裂；持久断裂；延迟断裂等。制造过程（铸造、锻造、焊接、热处理、机加工）产生裂纹，使用过程（冲击损伤、氢脆、应力腐蚀、疲劳、蠕变）中产生的裂纹等功能失效退磁；老化；活性退化；等等失效分析的一般步骤现场调查：时间、地点、经过；现场照相，记录残骸的分布状况；失效件的变形和损伤情况；目击者证词；收集残骸，进行初步排查，运用宏观分析方法初步确定事故源；采集实验室分析用样品。收集失效件的背景资料：运行记录；服役历史；维修记录；环境状况；等设计制造资料：运行参数（温度、压力、介质、负荷等）；结构参数；应力计算书；制造过程（材料生产、热处理、机加工、安装等）；质保书。宏观检查，找到失效源：可以借助放大镜和无损检测的方法进行分析。失效分析的一般步骤选择取样部位进行取样：取样通常包括以下几部分：失效源区断口分析试样，作为失效过程的主要物证；材料分析试样，尽可能接近失效部位，但是对于出现变形或损伤的情况则要求避开应变损伤区域；结构分析试样，用于进行模拟试验或其它检测；要特别注意断面的保护，取样前状态的相关记录。失效分析的一般步骤样品的加工、处理，断口的清理；分析过程：断口分析：宏观分析受力状态，与总体结构的关系；微观分析断裂机制，与材料、工作环境等因素的关系；显微分析特征物、残留物的来源，及与失效的关系。等。材料分析：材料是否用错（牌号、处理状态）；材料是否符合质量要求（化学成分，力学性能，物理性能，宏观和微观组织结构，缺陷状态，残余应力状态等）；是否在使用中材料发生变质、变性；结构分析：分析受力状态，结构设计是否规范、合理；材料选择是否符合服役条件；环境分析：是否环境中存在以外介质、应力和温度的作用。失效分析的一般步骤形成初步意见进行模拟试验分析报告反馈信息改进措施：改进结构设计；更换材料；改进制造工艺；操作规程；运行参数；等等失效分析的技术方法断口分析技术痕迹分析分析残余应力分析材料理化分析应力状态分析金相分析技术材料试验断裂力学模拟试验 失效机制过量变形延性断裂脆性断裂疲劳断裂腐蚀疲劳应力腐蚀氢脆液态金属致脆微震腐蚀气蚀，冲蚀，局部腐蚀，均匀腐蚀磨损高温失效（热疲劳、氧化、热疲劳、蠕变）断口分析32CrNi3MoVE，表面变性层裂纹区液氮温度常温奥氏体不锈钢 氢腐蚀伞齿轮20CrMnTi 基体硬度约HRC 33.034.5表层硬度 HRC 46.047.5规定要求的HRC 5864 腐蚀坑内腐蚀产物中含很高的硫 黄铜的应力腐蚀