发动机缸盖失效分析方案.pdf

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1、发动机缸盖失效分析注意注意：失效零件需要做好样品保护，失效面是失效分析最为重要的信息来源之一，一定要保护好样品，避免零件生锈或发生二次撞击等情况。通过图片可见该样品失效严重。首先需要根据现有条件确定样品的失效形式，在做有目的的分析。一种零件可有几种不同失效形式，可以是疲劳断裂，也可以是过量弹性变形（弹性失稳）。究竟以什么形式失效，决定于具体条件下，零件的哪种抗力最低。因此，一个零件失效，总是由一种形式起主导作用，很少以两种形式主导失效的。但它们可以组合为更复杂的失效形式，例如腐蚀磨损、腐蚀疲劳等。具体分析分为三个步骤：1.失效实物和背景材料的收集 充分了解失效样品的工作条件、使用过程和制造质量

2、等。具体内容包括：（1）载荷、转速、工作状况等样品的设计工作条件。（2）样品及其相关部位其他零件的失效情况，样品失效的类型。（3）样品的安装运转记录，运转使用过程中有无不正常操作。（4）样品工作中所承受的实际载荷是否符合原设计。（5）样品工作的实际转速及不同转速出现的频率。（6）失效时是否有温度的急剧增加或冒烟，是否有噪声及振动。（7）工作环境中有无腐蚀性介质，样品接触面有无特殊的表面氧化色或其他沾污色。（8）样品的安装记录（包括安装前样品尺寸公差的复验情况），样品原始间隙、装配和对中情况，样品座和机座刚性如何，安装是否有异常。（9）样品运转是否有热膨胀及动力传递变化。（10）样品的润滑情况，

3、包括润滑剂的牌号、成分、颜色、粘度、杂质含量、过滤、更换及供给情况等，并收集其沉淀物。（11）样品的选材是否正确，用材质量是否符合有关标准或图样要求。（12）样品的制造工艺过程是否正常，表面是否有塑性变形，有没有表面磨削烧伤。（13）失效样品的修复和保养记录。（14）同批或同类样品的失效情况。在收集实际背景材料工作中，全部满足上述要求是很难的。但收集到的资料越多，无疑会更有利于得到正确的分析结论。2.宏观检查 对失效样品进行宏观检查（包括尺寸公差测量和表面状态检查分析），是失效分析最重要的环节。总体的外观检查，可了解样品失效的概貌和损坏部位的特征，估计造成失效的起因，察看缺陷的大小、形状、部位

4、、数量和特征，并截取适当部位做进一步的的微观检查和分析。宏观检查的内容包括：（1）外形和尺寸的变化情况（包括测振分析、动态函数分析和滚道圆度分析）。（2）游隙的变化情况。（3）是否有腐蚀现象，在什么部位，是什么类型的腐蚀，是否与失效直接有关。（4）是否有裂纹，裂纹的形态和断口性质如何。（5）磨损是什么类型的，对失效有多大作用。（6）观察样品各零件工作表面变色的情况和部位以确定其润滑情况和表面温度效应。（7）对失效特征区主要观察有无异常磨损、外来颗粒嵌入、裂纹、擦伤和其他缺陷。（8）冷酸洗法或热酸洗法检验样品零件原始表面有无软点、脱碳层和烧伤，特别是表面磨削烧伤。（9）用 X 射线应力测定仪器测

5、量样品工作前后的应力变化情况。宏观检查的结果，有时可基本判断失效的形式和原因，但要进一步确定失效的性质，还必须取得更多的证据，做微观分析。3.微观分析 失效样品的微观分析包括光学金相分析、电子显微镜分析、探针和电子能谱分析等。主要是根据失效特征区的微观组织结构变化和对疲劳源、裂纹源的分析为失效分析提供更充分的判据或反证。微观分析中最常用、最普遍的方法是光学金相分析和对表面硬度检测。分析的内容应包括：（1）材料质量是否符合有关标准和设计要求。（2）样品零件的基本组织和热处理质量是否符合有关要求。（3）表层组织是否存在脱碳层、托氏体和其他表面加工变质层。（4）测量渗碳层等表面强化层和多层金属各层组织的深度，腐蚀坑或裂纹的形态与深度，并根据裂纹的形状和两侧组织特征确定裂纹产生的原因及性质。（5）根据晶粒大小、组织变形、局部相变、重结晶、相聚集等判断变形程度、温升情况、材料种类及工艺过程等。（6）测量基本硬度、硬度均匀性及失效特征区的硬度变化。（7）断口观察与分析。用扫描电子显微镜定性分析和测量观察断口。（8）电子显微镜、探针和电子能谱在疲劳源和裂纹源分析中能测出断口的成分，发现断口的性质和断裂的原因。失效分析不同于常规零件测试，失效分析是根据一系列的测试结果，进行科学分析后得出零件失效的原因！失效分析不同于常规零件测试，失效分析是根据一系列的测试结果，进行科学分析后得出零件失效的原因！