金属材料失效原因分析.docx

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1、失效原因分析1.设计不合理其中结构或形状不合理，材料存在缺口、小圆弧转角、不同形状 过渡区等高应力区，未能恰当设计引起的失效比较常见。总之，设计 中的过载荷、应力集中、结构选择不当、安全系数过小（追求轻巧和 高速度）及配合不合适等都会导致构件及装备失效。构件及装备的设 计要有足够的强度、刚度、稳定性，结构设计要合理。分析设计原因引起的失效尤其要注意：对复杂构件未作可靠的应 力计算；或对构件在服役中所承受的非正常工作载荷的类型及大小未 作考虑；甚至于对工作载荷确定和应力分析准确的构件来说，如果只 考虑拉伸强度和屈服强度数据的静载荷能力，而忽视了脆性断裂、低 循环疲劳、应力腐蚀及腐蚀疲劳等机理可能

2、引起的失效，都会在设计 上造成严重的错误。选材不当及材料缺陷金属装备及构件的材料选择要遵循使用性原则、加工工艺性能原 则及经济性原则，首先要考虑遵循使用性原则。使在特定环境中的构 件，对可预见的失效形式要为其选择足够的抵抗失效的能力。如对韧 性材料可能产生的屈服变形或断裂，应该选择足够的拉伸强度和屈服 强度；但对可能产生的脆性断裂、疲劳及应力腐蚀开裂的环境条件， 高强度的材料往往适得其反。在符合使用性能的原则下选取的结构材 料，对构件的成形要有好的加工工艺性能。在保证构件使用性能、加 工工艺性能要求的前题下，经济性也是必须考虑。制造工艺不合理金属装备及其构件往往要经过机加工（车、铁、包h磨、钻

3、等）、热冷变形（冲、压、卷、弯等）、焊接、装配等制造工艺过程。若工 艺规范制订不合理，则金属设备或构件在这些加工成形过程中，往往 会留下各种各样的缺陷。如机加工常出现的圆角过小、倒角尖锐、裂 纹、划痕；冷热成形的表面凹凸不平、不直度、不圆度和裂纹；在焊 接时可能产生的焊缝表面缺陷（咬边、焊缝凹陷、焊缝过高）、焊接裂 纹、焊缝内部缺陷（未焊透、气孔、夹渣），焊接的热影响区更因在焊 接过程经受的温度不同，使其发生组织转变不同，有可能产生组织脆 化和裂纹等缺陷；组装的错位、不同心度、不对中及强行组装留下较 大的内应力等。所有这些缺陷如超过限度则会导致构件以及装备早期 失效。使用操作不当和维修不当使用操作不当时金属装备失效的重要原因之一，如违章操作，超 载、超温、超速；缺乏经验、判断错误；无知和训练不够；主观臆测、 责任心不强、粗心大意等都是不安全的行为。某时期统计260次压力 容器和锅炉事故中，操作事故194次，占74. 5% o装备是要进行定期 维修和保养的，如对装备的检查、检修和更换不及时或没有采取适当 的修理、防护措施，也会引起装备早期失效。