工程材料第11章

1、第11章 材料質(zhì)量檢驗(yàn)與零件失效(sh xio)分析11.1 材質(zhì)檢驗(yàn)在機(jī)械制造中的作用11.2 材料及工藝(gngy)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系11.3 材料質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程11.4 材質(zhì)檢驗(yàn)技術(shù)11.5 零件失效分析共十七頁11.1 材質(zhì)檢驗(yàn)在機(jī)械制造(j xi zh zo)中的作用1.材質(zhì)檢驗(yàn)是機(jī)械制造的必要工序 材質(zhì)檢驗(yàn)工序分三大類：原材料檢驗(yàn)、成形(chn xn)工序與改性工序后的工序間檢驗(yàn)、外協(xié)作件檢驗(yàn)2.質(zhì)量檢驗(yàn)是質(zhì)量控制的最終判據(jù) 出廠的產(chǎn)品質(zhì)量是通過“設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)出來的。3.產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)與生產(chǎn)公害及技術(shù)安全、效益想統(tǒng)一4.質(zhì)量檢驗(yàn)是零件失效分析的主要依據(jù) 零件失效：零件完全破壞，不能繼續(xù)工作

2、；嚴(yán)重?fù)p傷，繼續(xù)工作不安全；能安全工作，但不能達(dá)到預(yù)期的目的。 主要依據(jù)是材質(zhì)檢驗(yàn)，包括原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)和各種成形工藝造成的材質(zhì)缺陷的檢驗(yàn)共十七頁材質(zhì)檢驗(yàn)與失效分析(fnx)工序安排設(shè)計(jì)與選材投入原材料原材料檢驗(yàn)鑄鍛焊制毛坯工序間材質(zhì)檢驗(yàn)熱處理及表面改性工序間材質(zhì)檢驗(yàn)機(jī)械加工工序間檢驗(yàn)裝配使用零件失效實(shí)效件材質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)效分析改進(jìn)設(shè)計(jì)共十七頁11.2 材料(cilio)及工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系1.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中國GB、YB，日本JIS，美國ASTM，英國BS2.材料及工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系分類 鋼鐵材料及工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系的分類: 1）綜合基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)(名詞、術(shù)語、符號(hào)、計(jì)量單位等） 2）鋼鐵產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn) 鋼鐵產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是

3、生產(chǎn)廠商生產(chǎn)出的每種鋼鐵產(chǎn)品所應(yīng)滿足的標(biāo)準(zhǔn)，也是用戶訂貨驗(yàn)收時(shí)要遵循的判斷(pndun)產(chǎn)品是否合格的判據(jù)。（彈簧鋼GB1222、碳素結(jié)構(gòu)鋼GB700、合金結(jié)構(gòu)鋼GB3077、合金工具鋼GB1299） 3）工藝質(zhì)量類標(biāo)準(zhǔn) 4）試驗(yàn)方法類標(biāo)準(zhǔn)共十七頁彈簧鋼每批鋼材的試驗(yàn)(shyn)條件序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目取樣數(shù)量取樣部位試驗(yàn)方法合格標(biāo)準(zhǔn)1化學(xué)成分1按GB222規(guī)定按GB231GB12222斷口2不同根鋼材按GB/T1814GB12223硬度3不同根鋼材按GB231GB12224拉伸試驗(yàn)2不同根鋼材GB/T228GB12225晶粒度1任一根鋼材YB27GB1222共十七頁11.3 材料(cilio)質(zhì)量檢

4、驗(yàn)規(guī)程 材料質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程包括以下內(nèi)容:檢驗(yàn)項(xiàng)目、抽樣方式、試樣的制取、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、合格判據(jù)、檢驗(yàn)合格證的簽發(fā)、返修與報(bào)廢、不合格原因分析報(bào)告等。 1）檢驗(yàn)項(xiàng)目：外觀、化學(xué)成分、宏觀(hnggun)組織及微觀組織 2）抽樣方式：100%、40%、25% 3）試樣的制取：試件、試樣 4）檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 5）合格判據(jù)及檢驗(yàn)結(jié)果共十七頁檢驗(yàn)項(xiàng)目特點(diǎn)檢驗(yàn)方法表面質(zhì)量結(jié)疤、劃痕、表面裂紋、氧化皮、外形尺寸用量具和肉眼成分分析鋼號(hào)不對(duì)、成分超差用化學(xué)分析儀器宏觀組織低倍試驗(yàn)組織不均、橫斷面缺陷酸蝕GB斷口試驗(yàn)白點(diǎn)、石狀斷口GB微 觀組織奧氏體晶粒度過熱金相顯微鏡非金屬夾雜物夾雜物過多、鏈條分布、沿晶界分布金相顯微鏡

5、脫碳層表層含碳量降低金相顯微鏡其他網(wǎng)狀碳化物、帶狀組織等按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)的檢驗(yàn)(jinyn)項(xiàng)目共十七頁11.4 材質(zhì)(ci zh)檢驗(yàn)技術(shù)1.化學(xué)成分分析技術(shù) 化學(xué)分析(huxu fnx)法、儀器分析法（光度計(jì)法、光譜分析法）2.低倍斷口分析技術(shù)（肉眼、20倍的放大鏡） 斷口形式有脆性斷口、韌性斷口、疲勞斷口3.組織分析技術(shù)（光學(xué)金相顯微鏡分析、電鏡分析）4.無損探傷技術(shù) 射線探傷、超聲波探傷、磁力探傷等5.應(yīng)力分析技術(shù) X射線法、光彈法共十七頁圖11.2共十七頁圖11.3共十七頁圖11.4共十七頁各種( zhn)斷口特征 脆性斷口：大多呈穿晶斷裂，斷口是沿一定的結(jié)晶平面迅速發(fā)展而成的，斷口一

6、般較平整，有金屬光澤，呈結(jié)晶狀。 韌性斷口：一般是穿晶斷裂，斷口呈纖維杯錐狀，錐部較平滑呈暗灰絲狀。 疲勞斷口：斷口可分兩個(gè)區(qū)域(qy)，其一是裂紋源周圍平滑而細(xì)密的區(qū)域呈貝殼狀條紋或海灘狀條紋；其二是零件的有效截面積被縮減到臨界值時(shí)所產(chǎn)生的靜力破壞區(qū)。共十七頁11.5 零件失效(sh xio)分析1.失效分析的目的及作用 目的:找出失效的原因、提出防止或推遲失效的措施，防止同類失效再度(zid)發(fā)生，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量或從此獲得改型的新產(chǎn)品。2.零件失效的原因 零件失效的原因應(yīng)從四個(gè)方面考慮：設(shè)計(jì)、加工工藝、材料、安裝使用不良共十七頁3.零件失效的形式失效是指：（1）零件完全破壞，不能繼續(xù)工作

7、；（2）嚴(yán)重?fù)p傷，繼續(xù)工作很不安全；（3）雖能安全工作，但已不能滿意地起到預(yù)定的作用。失效的形式：塑性變形、彈性(tnxng)失穩(wěn)、蠕變斷裂、磨損、快速斷裂、疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂等共十七頁零件失效(sh xio)方式的分類腐蝕失效表面疲勞失效磨損失效介質(zhì)加速斷裂失效蠕變斷裂失效疲勞斷裂失效低應(yīng)力脆斷失效塑性斷裂失效塑性變形失效彈性變形失效 變形失效 疲勞失效 表面損傷失效零件失效共十七頁服役條件失效技術(shù)分析應(yīng)力分析無損探傷 失效分析 失 腐蝕斷口分析 效 磨損 力學(xué)分析金相分析 類 斷裂 應(yīng)力分析化學(xué)分析 型 變形力學(xué)性能測(cè)試 失效原因 設(shè)計(jì) 材料 工藝 安裝、使用 主要抗力指標(biāo)改進(jìn)設(shè)計(jì) 抗力指標(biāo)與 改進(jìn)工藝 加強(qiáng)管理 內(nèi)外因素關(guān)系 提高零件失效抗力的途徑 失效分析的基本(jbn)環(huán)節(jié)示意圖共十七頁內(nèi)容摘要第11章 材料質(zhì)量檢驗(yàn)與零件失效分析。11.1 材質(zhì)檢驗(yàn)在機(jī)械制造中的作用。11.2 材料及工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。11.3 材料質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)程。11.4 材質(zhì)檢驗(yàn)技術(shù)。11.5 零件失效分析。零件失效：零件完全破壞，不能繼續(xù)工作。中國GB、YB，日本JIS，美國ASTM，英國BS。3）試樣的制?。涸嚰⒃嚇?。3.組織分析技術(shù)（光學(xué)金相顯微鏡分析、