失效分析的程序和步驟

10失效分析概要失效分析培訓(xùn)班用202311月前言2023年12月舉辦一個(gè)三天半的失效分析培訓(xùn)班的金屬斷裂失效分析一書(shū)。我們知道，進(jìn)展失效分析，是1，找出事故緣由,分清責(zé)任所屬，依法進(jìn)展索賠,挽回經(jīng)濟(jì)損失。2，找出閱歷教訓(xùn)，避開(kāi)同類事故,改進(jìn)制造水平，定立的工藝。3，供給有關(guān)資料,促進(jìn)法治建設(shè),削減資金鋪張，加快建設(shè)速度。這四方面所必需的，這次失效分析培訓(xùn)班主要介紹如何進(jìn)展失效分析，大致內(nèi)容有失效分析的幾種分析思路：按: 依據(jù)失效分類的分析思路依據(jù)設(shè)備或部件工作狀況的分析思路依據(jù)制造工藝和部件類別的分析思路失效分析的分析程序1，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查2),觀看，檢測(cè)和檢驗(yàn)，分析及驗(yàn)證，作分析結(jié)論，，提出報(bào)告，建議，及回訪失效分析程序的實(shí)施設(shè)計(jì)分析程序和實(shí)施步驟失效部件的直觀檢驗(yàn)過(guò)程斷裂源確實(shí)定斷裂機(jī)制確實(shí)定，取樣及編號(hào)檢測(cè)和檢驗(yàn)信息的縱綜合，歸納,分析，得出初步結(jié)論結(jié)論的驗(yàn)證，寫出報(bào)告，提出建議，4，常用的失效分析技術(shù)金屬的顯微斷口分析金屬及部件的疲乏失效分析腐蝕疲乏失效分析及應(yīng)力腐蝕失效分析氫脆失效分析高溫失效分析焊接失效分析常見(jiàn)部件的失效分析案例輪類用齒輪，葉輪，螺桿,輪箍各選一例軸類用曲軸，搖桿軸，前軸，連桿各選一例管道類用管道，導(dǎo)管方面選二例根底件類用軸承，彈簧，模具方面選三例通過(guò)培訓(xùn)班學(xué)習(xí),使參與者獲得肯定的失效分析素養(yǎng),能具備肯定的失效分析力量，有肯定程度的失效分析技術(shù)，接觸肯定數(shù)量的失效分析案例，便于開(kāi)展失效分析工作?！У亩x,統(tǒng)稱“失效:1，產(chǎn)生損害,不能連續(xù)使用。2,具備產(chǎn)生損害的危急，不能連續(xù)使用。3即稱為產(chǎn)生失效〔1例〕安全牢靠地連續(xù)服役，需要馬上更換零件或修理。二,失效分析的目的和重要性找出事故緣由，分清責(zé)任所屬，依法進(jìn)展索賠，挽回經(jīng)濟(jì)損失。特別是有關(guān)進(jìn)口商品.〔舉例)找出閱歷教訓(xùn)，避開(kāi)同類事故，改進(jìn)制造水平，定立的工藝〔舉吉林市石油液化氣貯罐爆裂之例〕,〔舉零部件失效為例)產(chǎn)生型學(xué)科，提升科技水平，增加國(guó)家實(shí)力，節(jié)約資源本錢,〔舉疲乏及氫脆為例〕次發(fā)生。由于災(zāi)難性的失效不僅經(jīng)濟(jì)損失很大，而且還造成嚴(yán)峻的人身傷亡。(斷裂,腐蝕和磨損)造成的濟(jì)濟(jì)損失占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總收入一個(gè)很大的比重.以美國(guó)為例：1982年斷裂造成的損失達(dá)1190億美元，可以避開(kāi)的占53％〔631億)，通過(guò)失效分析爭(zhēng)論后可避開(kāi)的占47％〔559億〕.這還沒(méi)有包括間接的濟(jì)濟(jì)損失和人身傷亡的統(tǒng)計(jì)。失效分析的重要性，概括地說(shuō)表現(xiàn)在以下十個(gè)方面:1。避開(kāi)事故重演，挽回巨額的濟(jì)濟(jì)損失；2.可以引出大量的閱歷和教訓(xùn)，為改進(jìn)設(shè)計(jì)制造工藝和使用法規(guī)供給科學(xué)依據(jù)；3。對(duì)進(jìn)口設(shè)備的失效分析，可為向外商索賠供給牢靠證據(jù)或技術(shù)仲裁;4.促進(jìn)“吃透”先進(jìn)技術(shù)和提高技術(shù)引進(jìn)的質(zhì)量和效率;5。失效分析結(jié)果是修訂或制訂現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的重要依據(jù)；修理工以失效分析為根底能收到良好的效果；〔〕的必要資料;8。失效分析的統(tǒng)計(jì)資料是制訂科技開(kāi)發(fā)規(guī)劃和濟(jì)濟(jì)進(jìn)展規(guī)劃的重要依據(jù)之一：9.可為各級(jí)技術(shù)指揮員正確處理現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題供給決斷性的科學(xué)依據(jù)。10。失效分析結(jié)果可分為公安偵破供給重要線索。在生產(chǎn)廠中進(jìn)展質(zhì)量分析〔或廢品分析)可收到以下五點(diǎn)好處：1?？s短研制品的周期;使老產(chǎn)品的質(zhì)量得到快速地改進(jìn)；有利分清責(zé)任、加強(qiáng)責(zé)任制，保護(hù)用戶的濟(jì)濟(jì)利益；4。有利于開(kāi)展材料代用和材料的合理使用；5。為制訂合理的工藝要求、金相標(biāo)準(zhǔn)等供給依據(jù)。國(guó)際上失效分析開(kāi)展的狀況：,有一百多年失效分析的歷史記載，有完整的失效分析體系及制度和設(shè)備，其產(chǎn)品性能得益也最大。其后是美國(guó),日本,等等.介紹各國(guó)大致?tīng)顩r。我國(guó)失效分析開(kāi)展的狀況由于我國(guó)工業(yè)進(jìn)展歷史短，失效分析剛起步，目前進(jìn)入機(jī)器設(shè)備失效的頂峰期，失效分析任重道遠(yuǎn)三失效分析的內(nèi)容失效分析的內(nèi)容很多，只針對(duì)失效的直接緣由進(jìn)展分析的，即所謂狹義的失效分析,假設(shè)把治理的因素也包括在內(nèi),即為廣義的失效分析。狹義的失效分析按失效現(xiàn)象消滅的前或后進(jìn)展的分析。又劃分為三種:事前分析、事中分析和事后分析。我們常說(shuō)的失效分析多指事后的失效分析。失效學(xué)是一學(xué)科，是以很多學(xué)科和技術(shù)作為它的根底建立起來(lái)的一門的多邊緣學(xué)科，展。又如機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)問(wèn),能促進(jìn)分析的效率和水平，而失效分析結(jié)果是屬設(shè)計(jì)問(wèn)題的,屢次反響能提高設(shè)計(jì)師的牢靠性設(shè)計(jì)水平。其它的也是如此.四、失效分析的思想方法所謂失效分析的思路，就是對(duì)具體失效問(wèn)題要有一個(gè)比較深刻周到的思考方法。要求它所確定的程序和步驟,既嚴(yán)密又不繁鎖，既高效率又無(wú)遺漏．保證分析動(dòng)身點(diǎn)正確，不導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論。因此,在思想方法上要求遵守并能正確運(yùn)用正確的思想方法，1。五個(gè)根本原則(1〕“觀念。由于一套設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中某個(gè)部件失效引起“停車的部件有關(guān),它和四周環(huán)境的條件或狀態(tài)有關(guān),它和操作人員的使用狀況有關(guān)。因此，一旦失然后依據(jù)調(diào)查資料檢驗(yàn)結(jié)果，實(shí)行“消去法于某一環(huán)境，往往對(duì)問(wèn)題得不到解決.例如，某工廠生產(chǎn)的繼電器，春天存放進(jìn)倉(cāng)庫(kù)到秋天就覺(jué)察大批繼電器的彈簧片發(fā)生沿晶界斷裂，經(jīng)失效分析定是氨引起的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂,但倉(cāng)庫(kù)里從來(lái)沒(méi)有存放過(guò)能釋放氨氣的化學(xué)物質(zhì)，因此,分析結(jié)論中的腐蝕介質(zhì)還得不到證明。問(wèn)題出在什么地方呢？就出在把系統(tǒng)局限于倉(cāng)庫(kù)這個(gè)小環(huán)境.后來(lái)查明，在倉(cāng)庫(kù)大門南面附近的田野里有一個(gè)大雞糞堆,是雞糞放出的氨氣經(jīng)春、夏的南風(fēng)送進(jìn)倉(cāng)庫(kù)，供給了應(yīng)力腐蝕必要的介質(zhì),引起了損壞。假設(shè)不和更廣的環(huán)境聯(lián)起來(lái)，就得不出牢靠的結(jié)論來(lái)?！?〕從現(xiàn)象到本質(zhì)的原則現(xiàn)象只是分析問(wèn)題入門的響導(dǎo)，要找到產(chǎn)生現(xiàn)象的緣由，即失效的本質(zhì)問(wèn)題，才能解決失效問(wèn)題。例如一個(gè)斷裂件,承受交變載荷,在斷口上有清楚的:應(yīng)如何改善?40個(gè)。因此在失效分析中不滿足于找到斷裂或失效機(jī)制，更重要的找到緣由的證明材料。才有助于解決問(wèn)題?！?。)動(dòng)態(tài)原則這里是指設(shè)備或部件對(duì)四周的環(huán)境或條件或位置，總在那里作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，部件在服役中是如此，就是存放在倉(cāng)庫(kù)里也如此。例如，一個(gè)部件的受力條件，環(huán)境的溫度,濕度和介質(zhì)這些外部條件的變化，以及部件本身的某些元素或氫有無(wú)隨時(shí)間偏聚的內(nèi)在變化,基至操作人員的變動(dòng)，都應(yīng)包括在這一原則中。上述繼電器例子就是由于環(huán)境介質(zhì)的變化。一分為二原則這個(gè)生疏論的原則用于失效分析，常指對(duì)進(jìn)口設(shè)備不要盲目以為或漏檢。找出緣由取得索賠,并把這些結(jié)果反響給有關(guān)設(shè)計(jì)部門，又可提高我們的設(shè)計(jì)水平和制造水平?？v橫交匯原則 既然客觀事物總是在不同的時(shí)、空范圍內(nèi)變化,那么同一設(shè)備在不同的服役階段、不同環(huán)境，就具不同性質(zhì)或待點(diǎn)。全部機(jī)電設(shè)備的失效都聽(tīng)從“浴盆曲線“即在服役初期和后期最易消滅失效，但在中期失效率相對(duì)地低得多。這是從設(shè)備本身來(lái)看的待點(diǎn).另外,同一溫度介質(zhì)或外界強(qiáng)迫振動(dòng),在服役不同階段的介入所起的作用也是不同的.2.五種具體方法〔1〕系統(tǒng)方法系統(tǒng)方法又稱相關(guān)性方法,總體上加以考慮的方法,看失效緣由是否與設(shè)計(jì)、材質(zhì)、制造、使用、維護(hù)等有關(guān),并據(jù)此深入測(cè)試分析〔包括模擬或失效重現(xiàn)試驗(yàn)〕,查找具體失效緣由，本方法的前提和動(dòng)身點(diǎn)整體性原則，根本特點(diǎn)是：從一般到個(gè)別，從普遍到待殊,從單項(xiàng)分析到綜合聯(lián)系和全都上找原因，這就是要求盡可能地搜集與全局性有關(guān)的資料和測(cè)試信息，從而確定分析系統(tǒng)的范圍，.(2)抓主要沖突方法就是抓失效中起主要作用的因素，如斷裂失效中的斷裂源和斷裂機(jī)理及其導(dǎo)致因素?！?〕比較方法選擇一個(gè)沒(méi)有失效的而且整個(gè)系統(tǒng)能與失效統(tǒng)一一比照的系統(tǒng)，然后與失效系進(jìn)展比較,從中找出差異，這樣來(lái)找引起失效的緣由?！?)同樣設(shè)備同樣服役條件在過(guò)去表現(xiàn)的狀況和變化規(guī)律，來(lái)推斷現(xiàn)在失效的可能緣由.這主要依靠過(guò)去失效資料的積存，運(yùn)用歸納法和演繹法?！?)規(guī)律方法就是依據(jù)背景資料〔設(shè)計(jì)、材料和制造的狀況〕和失效現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查材料以及分析、測(cè)試獲得的信息，進(jìn)展分析、比較、綜合、歸納、和概括，作出推斷和推論，得出可能的失效緣由。以上這些原則和方法把握程度和運(yùn)用水平，打算著失效分析的速度和結(jié)論正確的程度,把握這些原則和方法,可以防止失效分析人員在生疏上主觀片面性，技術(shù)運(yùn)用上的局限性。在推斷上實(shí)事求是，不搞無(wú)事實(shí)依據(jù)的推論，保證分析結(jié)論正確無(wú)誤。五,常用的幾種失效分析思路1。依據(jù)失效分類的分析思路依據(jù)失效型的分類，把它們當(dāng)作數(shù)學(xué)集合中不同集合,不同子集中元素.然后個(gè)消去不包.2。依據(jù)設(shè)備或部件工作狀況的分析思路首先考慮是系統(tǒng)失效還是部件失效是受沖擊或交變應(yīng)力的動(dòng)載；是拉伸，扭轉(zhuǎn)，剪切,還是彎曲；是大氣介質(zhì)還是腐蝕介質(zhì)；是常溫環(huán)境還是高溫或低溫環(huán)境。例如是靜載＋腐蝕介質(zhì)＋沿晶斷裂(不銹鋼除外〕多半是應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂；假設(shè)受交變應(yīng)力的動(dòng)載,多數(shù)為疲乏致斷，有腐蝕介質(zhì)多為腐蝕疲乏；處于多因素的影響。3。依據(jù)制造工藝和部件類別的分析思路,首先考慮這些制造工藝致斷的作用，依據(jù)失效統(tǒng)計(jì)有一半以上是由于制造工藝不當(dāng)引起的。如失效件是從焊縫熱影響區(qū)裂開(kāi)或斷開(kāi)，而且工作應(yīng)力又沒(méi)有超過(guò)計(jì)應(yīng)力，又無(wú)腐蝕條件，那么就從焊接工藝條件找緣由。其它工藝都有各自的工藝缺陷，如鑄造的氣孔、疏松、夾渣等，鍛造的折疊、內(nèi)裂等，熱處理的裂紋、剩余應(yīng)力等.不同部件由于受力狀況不同，都有各自的失效模式.譬如，齒輪失效主要表現(xiàn)為斷齒和齒面剝落、磨損或膠合。軸類的失效，主要表現(xiàn)為疲乏斷；假設(shè)斷口沒(méi)有貝殼把戲的脆斷，除原有裂紋外，可能是回火脆或遲后斷裂〔氫脆〕.鍋爐的失效,主要表現(xiàn)為爆炸和爆管事故,其緣由又多屬于操作問(wèn)題,其次是設(shè)計(jì)、制造問(wèn)題，再次是腐蝕問(wèn)題.依據(jù)這些斷裂或損傷形式，再進(jìn)一步依據(jù)試驗(yàn)室的分析找出緣由。4系統(tǒng)工程的分析思路一種不自覺(jué)地習(xí)慣工作法。但是，對(duì)于像化工廠、原子能發(fā)電站這樣浩大、簡(jiǎn)單系統(tǒng)的失效分析,假設(shè)不承受失效系統(tǒng)工程的分析思路和方法,是根本無(wú)法進(jìn)展的。在未具體介紹這方面的方法之前,先解釋一下什么是系統(tǒng)工程.。系統(tǒng)工程是一門綜合性的治理工程技術(shù),綜合地運(yùn)用多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，如數(shù)學(xué)、掌握論、信息論、計(jì)算機(jī)技術(shù)，.用于工業(yè)體系的叫“工程系統(tǒng)工程用于企業(yè)體系的叫“經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程”,用于科學(xué)爭(zhēng)論體系的叫“科學(xué)爭(zhēng)論系統(tǒng)工程”,以此類推,“效系統(tǒng)工程“等。失效的系統(tǒng)越簡(jiǎn)單就越有必要承受失效系統(tǒng)工程的方法，其可能產(chǎn)生的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益也就越大。常用的有〔1〕故障樹(shù)分析法,(2〕特征-因素圖分析法,〔3〕大事時(shí)序樹(shù)分析法等等六失效分析的程序和步驟利并獲得正確的分析結(jié)果。這里主要介紹失效分析過(guò)程的具體做法和實(shí)施步驟。A分析程序的意義，內(nèi)容和步驟.設(shè)計(jì)分析程序的重要意義這些簡(jiǎn)潔的分析程序和步驟早已成為他的工作習(xí)慣?！踩绮辉诜治銮霸O(shè)計(jì)一個(gè)分析程序和實(shí)施步驟就去進(jìn)展分析,往往會(huì)消滅指揮忙亂，工作不能協(xié)調(diào)窩工，分析工作進(jìn)展緩慢，漏取數(shù)據(jù)，走彎路,甚至把步驟弄顛倒，把應(yīng)取得的信息被,損壞部件斷口上的污染物,還沒(méi)有經(jīng)過(guò)電子探針或能譜或X一射線衍射分析,定出成分或構(gòu)造，就被清洗樣品給去掉了，像這樣就無(wú)法挽回.又如，對(duì)失效背現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)了解哪些信息，否則就會(huì)由于遺漏調(diào)查工程屢次到現(xiàn)場(chǎng)了解狀況.這多半是沒(méi)有設(shè)計(jì)分析程序和實(shí)施步驟的結(jié)果。對(duì)于重大的失效事故分析，設(shè)計(jì)一個(gè)分析程序和實(shí)施步驟,不僅是為了避開(kāi)忙亂少走彎路、消退漏取數(shù)據(jù)和窩工,更主要的它是失效分析周密、結(jié)論正確的保證，是重大失效分析不行少的“工序”.失效分析程序的內(nèi)容和步驟有些繁瑣，而對(duì)另一裝置來(lái)說(shuō),某些工程又嫌過(guò)于簡(jiǎn)潔。全部這些狀況，我們就按“先一般后個(gè)別”的原則來(lái)處理,在必要的地方加以補(bǔ)充.讀者依據(jù)具體分析的對(duì)象，可以對(duì)下述的程序和步驟作必要的簡(jiǎn)化或增加.步驟的挨次也可以個(gè)別前后顛倒。既要遵守程序、步驟的標(biāo)準(zhǔn)化，又要依據(jù)分析對(duì)象的需要作某些增減。不過(guò)，一般需要遵守下述分析程序。失效分析的程序和步驟提綱(一。調(diào)查1。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：〔1〕發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)，失效經(jīng)過(guò)(時(shí)間挨次〕〔2)殘骸碎片與主體相對(duì)位置的分布，繪草圖或照相。(3〕部件的畸變和損傷狀況，繪草圖或照相.目擊者證詞，詢問(wèn)工廠有關(guān)人員或其他能供給有用信息的人員.〔5〕為試驗(yàn)室工作考慮選取試樣的部位和方法。2.收集失效部件的背景資料：〔1〕監(jiān)視設(shè)備的記錄和運(yùn)轉(zhuǎn)日記.(2〕主系統(tǒng)和要害部件的服役歷史：①設(shè)備記錄，運(yùn)轉(zhuǎn)條件；②維護(hù)和調(diào)整狀況，有無(wú)修理狀況。經(jīng)銷單位出售記錄或報(bào)告，用戶反映。3。工程設(shè)計(jì)的背景資料:(1)系統(tǒng)的說(shuō)明書(shū);〔2)系統(tǒng)或部件的功能;(3〕裝配程序說(shuō)明書(shū)；(4)維護(hù)程序;設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；(6)設(shè)計(jì)圖〔蘭圖)；(7〕制造程序和質(zhì)量掌握程序與水平;(8〕工程設(shè)計(jì)的分析和報(bào)告.(9)質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告;〔10)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。4。操作者的因素—人與機(jī)器的互作用,等等。5。人的效能—身體疲乏,心情等等?！捕?〕觀看1。失效系統(tǒng)或部件的直觀檢驗(yàn)；2.折卸并供給記錄文件;3。針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙校對(duì)尺寸；4.用放大鏡檢查；5。全部試樣(金相和力學(xué)的〕選定、切取、標(biāo)號(hào)、保存和清洗;6。斷口的宏觀和微觀觀看〔多用掃描電鏡；7.斷口四周及非損壞區(qū)的金相組織比照觀看.〔三.〕探測(cè)1。無(wú)損探傷檢驗(yàn)；化學(xué)成分分析：常規(guī)：濕法，光譜分析；〔2)局部或微區(qū)：輝光光譜，能譜，電子探針(3)外表或界面：俄歇能譜.3。x-射線衍射分析?！菜摹?測(cè)試包括硬度測(cè)量；斷裂韌性測(cè)試；3。應(yīng)力—強(qiáng)度-壽命分析；4。可檢測(cè)性分析—質(zhì)量掌握?！参?。)模擬試驗(yàn)1。失效的概率分析；2。失效機(jī)理確實(shí)定;模擬服役條件下的試驗(yàn)?！擦?做分析結(jié)論對(duì)所取得的信息、數(shù)據(jù)做分析、評(píng)價(jià)：〔1)考慮信息、數(shù)據(jù)的牢靠性;〔2)提出的失效緣由應(yīng)與事實(shí)全都，應(yīng)與工程的物理原理全都;(3)假定的描述要證明是正確的；工程模型的描述要證明是正確的;解釋推斷的依據(jù)是什么？結(jié)論的依據(jù)要充分牢靠。寫出有建議的報(bào)告現(xiàn)實(shí)性-考慮費(fèi)用和可行性；(2)解釋并證明建議正確.〔七。反響與回訪1。把分析結(jié)果反響給設(shè)計(jì)、制造、使用等有關(guān)單位和治理部門回訪失事單位，假設(shè)建議未實(shí)施應(yīng)促進(jìn)建議的貫徹執(zhí)行。這里應(yīng)當(dāng)指出，凡有斷口分析的工作,只有當(dāng)斷口觀看已有結(jié)論時(shí)才能做斷口四周的組織金相觀看。與此無(wú)關(guān)的不損壞斷口的試驗(yàn)都可以提前或同時(shí)進(jìn)展。B分析程序和步驟的實(shí)施,避開(kāi)銷毀證據(jù)，不得觸摸失效部件的斷裂外表。在沒(méi)有提出正式文件〔報(bào)告書(shū)、記述清單，照片等)之前，不得變動(dòng)原始現(xiàn)場(chǎng)狀況和各種物件的位置。盡快組成調(diào)查組，以最短時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng),“百聞不如一見(jiàn)”目睹第一手資料。帶好失效現(xiàn)場(chǎng)分析所需的簡(jiǎn)潔工具,如照相機(jī)、放大鏡、繪畫(裝樣品用)和電鏡復(fù)型用的醋酸纖維素紙〔俗稱AC紙)。國(guó)外已有手提式的失效問(wèn)題能就地解決。七,局部程序和步驟的介紹.1。失效部件的直觀檢驗(yàn),對(duì)顏色、途徑和裂紋前緣的輪廓，對(duì)指示裂紋擴(kuò)展方向的人字形把戲,結(jié)晶狀斷口或纖維斷口，二次原有設(shè)計(jì)和加工質(zhì)量等也能做出總的評(píng)價(jià).對(duì)上述全部重要特點(diǎn)(包括尺寸大小)都應(yīng)一一記錄下來(lái)，用文字用圖畫或照相都可以，以能準(zhǔn)確具體記述實(shí)際失效狀況為準(zhǔn)。為了表示顏色還必需用彩色照相.直觀檢驗(yàn)是以后進(jìn)展各項(xiàng)失效分析的根底，是整個(gè)失效分析成功與否的分水嶺。因此，格外重要，必需認(rèn)真檢驗(yàn).直觀檢驗(yàn)的操作挨次①肉眼先觀看整套裝置或整個(gè)部件對(duì)失效部件應(yīng)有一整體概念。②依據(jù)宏觀觀點(diǎn)確定失效件的失效屬性,韌性,脆性，疲乏，磨損或腐蝕。下面我們看幾張照片：從這四張照片,我們很快即可看出它們的各自斷裂狀況不一樣,工況，斷裂緣由和斷裂方式。③通過(guò)追測(cè)斷口斷裂紋理(如放射形會(huì)聚點(diǎn)，半月形半徑中心區(qū)，人字形把戲小尖頭〕來(lái)確定斷裂源。從這張照片，其斷裂源.裂紋擴(kuò)展方式，最終的斷裂都可找到。④依據(jù)斷裂特征確定加載方式〔拉、壓、彎、扭等)，應(yīng)力級(jí)別的相對(duì)大、小，以及應(yīng)力指向。⑤斷裂方式(穿晶、沿晶或混合),從而評(píng)價(jià)材料在這種環(huán)境和應(yīng)力條件下的性能。力集中處的外貌，材料缺陷,制造、加工缺陷，或裝配缺陷，全部這些缺陷都能供給查明失效緣由的證據(jù)，都應(yīng)當(dāng)在直觀檢驗(yàn)時(shí)認(rèn)真檢查。如下面照片所展現(xiàn)的，這五張照片都可以看出其斷裂特征及區(qū)分。斷裂源的幾種識(shí)別法①碎塊拼湊法將碎塊依次序拼合起來(lái)(口〕,密合程序好的是后斷的,而密合程序差的卻是先斷開(kāi)的。②“T”字形法如兩條裂紋相交成近90°，水平的先開(kāi)開(kāi)明,垂直的后開(kāi)裂。由于后者被前者停頓。③多枝形法對(duì)分叉裂紋不分叉的比分叉的在先。別把它當(dāng)成斷口上的河流把戲來(lái)推斷，兩者指向相反。④人字形法鋼板兩邊不開(kāi)槽，人字小頭指向斷裂源，兩邊開(kāi)槽的鋼板,人字大頭指向斷裂源。這五張照片，是比較典型的幾種指向斷裂源的人字把戲⑤最小應(yīng)變法斷裂開(kāi)后，截面積越來(lái)越小，過(guò)載越來(lái)越大，宏觀變形就先小后大。因此，靠近斷裂源的幾乎不變形。⑥放射標(biāo)記法斷口上如有放射標(biāo)記有切口的園鋼多在外沿缺口，板材多在外表或皮下，方形或矩形型鋼多在四角。⑦貝殼把戲法多在弧形半徑中心〔表層或皮下).⑧切變邊法不是完全脆性斷裂,就有斷裂切變邊，表現(xiàn)為外外表有掛手的毛邊，它的對(duì)面即為斷裂源。假設(shè)板狀斷口，有時(shí)有鋸齒，鋸齒的斜面就指向斷裂源.〔3〕其它宏觀檢驗(yàn)的內(nèi)容①低倍酸蝕檢驗(yàn)可得七種信息：a。內(nèi)部質(zhì)量〔偏析、疏松、夾雜、氣孔等)；b。外表缺陷〔夾砂、斑疤、折疊等；c.內(nèi)裂紋(白點(diǎn)、氫腐蝕、過(guò)燒等);d。鋼材軟硬部位的區(qū)分；e.硬部位貫穿的深度;f。流線的走向和斷續(xù)狀況;g。焊接質(zhì)量和研磨燒傷,等等。②特別鈍痕技術(shù)〔硫鈍、磷鈍、鉛鈍和氧化物鈍等)顯示元素在試樣中的分布。③失效件的應(yīng)力集中審查,與缺口、劃痕、鋼鈍痕等是否有關(guān)。④磨損，腐蝕和振蝕的審查。2，取樣及標(biāo)號(hào)分析過(guò)程中所需要的全部試樣，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)就應(yīng)當(dāng)有所打算,一旦分析程序確定后，應(yīng)把取樣的部位和數(shù)量確定下來(lái)。對(duì)大部件取樣多用火焰切割,為此要考慮四個(gè)問(wèn)題.①火焰經(jīng)過(guò)的地方和熱影響區(qū),假設(shè)需要表層和內(nèi)部的質(zhì)量〔缺陷區(qū)要離開(kāi)斷口肯定距離,以便保持?jǐn)嗫诮M織不轉(zhuǎn)變不氧化；③切割前要做宏觀照相記錄，以便保存原來(lái)的圖像和切取部位;④避開(kāi)熔滴飛濺到斷口上，用東西掩蓋遮擋.取樣肯定要有代表性，并記錄用樣部位。斷口的力學(xué)性能和金相的試樣,必需在斷裂源四周取樣,而比照試樣肯定要在遠(yuǎn)離斷口不受什么影響的部位取。如分析鍋爐管中部開(kāi)裂的背火一面取樣〔當(dāng)作原始組織對(duì)待。這樣的比照就能通過(guò)金相組織檢驗(yàn)來(lái)確定是材料局部碳化物成片狀碳化物球化，或兩者都有問(wèn)題。斷口要做適當(dāng)?shù)剡x擇、標(biāo)號(hào)、清洗和保存。選擇是為抓住重點(diǎn)觀看不鋪張時(shí)間;標(biāo)號(hào)是避開(kāi)弄混斷口部位。一般事故斷口，常常有污染或氧化.只有在這種條件下才清洗斷口。3，二次裂紋的利用當(dāng)主斷口受損傷或被腐蝕以至把引起斷裂緣由的大局部信息都給弄模糊時(shí)這里閉合緊，氧化、腐蝕程度輕，并能保存腐蝕產(chǎn)物。量裂紋的寬度和長(zhǎng)度。在一般狀況下，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的裂紋長(zhǎng)度比開(kāi)口寬度大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這是重要數(shù)據(jù)之一。4,電子斷口相檢驗(yàn)由于光學(xué)顯微鏡區(qū)分率和景深小的限制,已不適合作一般斷口的高倍觀看。現(xiàn)都承受掃描電鏡.電子斷口分析除了能做定性方面的工作外，如斷裂方式,斷裂機(jī)理，還能作斷裂方面的定量工作,如韌性程度的判別，裂紋擴(kuò)展的速度,以及斷裂歷的定量描述。因此，透射與掃描電鏡已是爭(zhēng)論斷裂機(jī)理的主要工具。與基體構(gòu)成界面的狀況也能有所了解。鋼或合金中的析出相〔如碳化物)的分布，也能清楚地顯示出來(lái).如下面照片所展現(xiàn)的,4340Ni-Cr-Mo鋼管,從飛機(jī)起落架活塞組件的套座中斷裂，在鋼管的下部邊緣，是起始裂紋a的外表，被黑色的高溫氧化物掩蓋,這種氧化物明顯是焊接后在熱處理過(guò)程中形成的，b為疲乏裂紋増長(zhǎng)區(qū),斷口的其余局部為c，是最終快速斷裂區(qū)，前者是氧化區(qū)，晶連續(xù)裂，是高溫發(fā)生開(kāi)裂而來(lái)的，高溫下晶間為弱區(qū)b區(qū)和a區(qū)過(guò)渡區(qū)之間拍的，留意未看到疲乏條帶,或者其被碎片蓋住.c區(qū)拍的，穿晶斷裂，一局部是由于顯微空穴聚攏,另一局部是由于準(zhǔn)解理所致又如塑性材料的顯微斷裂特征—塑坑度以及材質(zhì)的均勻性.假設(shè)是沒(méi)有方向性的等軸塑坑,假設(shè)是魚(yú)鱗狀的拉長(zhǎng)塑坑,不是撕開(kāi)就切變斷裂，前者是兩個(gè)相配斷口面的塑坑方向一樣，后者是塑坑方向相反。塑坑坑底的方向是開(kāi)裂的方向,也是斷口面哪一邊施力的方向。X—射線衍射分析，機(jī)械性能測(cè)試和斷裂韌性測(cè)量及分析,這些步驟所需的學(xué)問(wèn)和技術(shù)同志們大局部都已具備，而且都有特地書(shū)籍介紹，故本文從略。5.十三種失效機(jī)理識(shí)別提要在前面介紹的失效機(jī)理分類中,已經(jīng)列出機(jī)械產(chǎn)品的幾乎全部失效類型?，F(xiàn)擇其中常見(jiàn)十三種的簡(jiǎn)介如下：〔1)過(guò)量變形：凡尺寸超限〔脹大或收縮)或外形畸變〔彎曲或翹曲)。高溫蠕變伸長(zhǎng)引起的斷裂也屬過(guò)量變形,斷口為沿晶斷裂。低碳,高氧鐵的室溫拉伸試驗(yàn)斷口，留意等軸韌窩含有FeO的球形質(zhì)點(diǎn),球狀明顯(2)延性斷裂斷口四周的外外表有明顯的塑形變形，有切變邊。宏觀斷口無(wú)金屬光澤吳無(wú)結(jié)晶顆粒的灰色,纖維狀斷口。它的一般電子斷口相為微孔聚攏型的塑坑。如有顆粒狀?yuàn)A雜就在坑的底部。常溫為穿晶，長(zhǎng)久高溫拉斷為沿晶，晶界面上有塑坑0。14％S0。04%O的鐵合金斷口，夾雜物和基體分開(kāi)，所以沒(méi)有受應(yīng)力及嚴(yán)峻變形的影響加錳時(shí)，高氧高硫鑄鐵中的夾雜物，Mn(Fe)O，Mn(Fe〕S〔3〕脆性斷裂主要指在空氣中常溫下拉伸或沖擊無(wú)宏觀粗放型的斷裂斷口較平坦有猛烈的金屬光澤，有的為結(jié)晶顆粒組成的亮灰色斷口。部件無(wú)明顯變形,斷口大局部無(wú)切變邊.電子斷口相為穿晶解理的河流把戲;,體心立方金屬及其合金，密堆六方金屬在室溫多為解理脆斷。假設(shè)晶界有析出物多表現(xiàn)為沿晶斷。4130Cr-Mo843°C奧氏體化油淬，250°C224°C一大氣壓氫氣中試驗(yàn)，完全晶界斷裂，晶粒間有深的二次裂紋,顯微空穴聚攏形成大量韌窩4130Cr-Mo843°C奧氏體化油淬，250°C224°C一大氣壓氫氣中試驗(yàn)，完全晶界斷裂，晶粒間有深的二次裂紋，顯微空穴聚攏形成大量韌窩〔4〕疲乏斷裂大多數(shù)的運(yùn)動(dòng)部件，材料又為韌性好的，一旦消滅斷裂，斷口上往往可以看到貝殼弧形線把戲.而高倍卻不肯定消滅疲乏紋，也不要把一次拉伸的片狀珠光體斷紋，但仍舊是交變應(yīng)力致斷的疲乏斷裂.這些狀況是：①疲乏紋間距≤200A,觀看工具的區(qū)分本領(lǐng)不夠(如一般的掃描電鏡),可改用透射電鏡觀看。②裂紋尖端處的延性不夠，不易產(chǎn)生內(nèi)縮頸，不形成條紋。③導(dǎo)致疲乏斷裂的應(yīng)力類型不是張開(kāi)型〔I型〕,不產(chǎn)生疲乏紋。④隨后的斷裂操作或腐蝕把疲乏紋抹掉了。5155850°C油淬,450°C回火。2600次循環(huán)后發(fā)生斷裂的輪胎痕跡1020低碳鋼，0.20%C，0.52％Mn 0。22%Si,3100次循環(huán)后發(fā)生斷裂，造成輪胎痕跡的斷口718合金室溫疲乏條帶，疲乏斑片，分割各疲乏斑片的臺(tái)階是清楚可見(jiàn)的，中心斑片內(nèi)的疲乏1微米。無(wú)氧高導(dǎo)性銅疲乏條紋，此處裂紋生長(zhǎng)率很高.導(dǎo)致了格外規(guī)章的疲乏條帶1041碳鋼感應(yīng)淬火HRc50，疲乏斷口，兩條裂紋，兩個(gè)源1041 碳鋼感應(yīng)淬火HRc50，帶鍵槽的疲乏斷口，左邊一次偶然電弧觸發(fā)，引起一個(gè)疲乏裂紋1039碳鋼外表硬化疲乏斷口,外表HRc50,心部HRc19,在貫穿入心部前外表幾乎完全裂開(kāi)兩個(gè)斷裂源1045鋼制傳動(dòng)齒輪HRc55，感應(yīng)淬火，彎曲疲乏斷口，裂紋源在斷口的左邊緣上圖的斷口照片，裂源完全磨損，證明裂紋起初擴(kuò)展緩慢，載荷分布很好1046碳鋼曲軸，HRc25，斷裂區(qū)的疲乏斷口，兩條裂紋1050鋼疲乏斷裂左．1海灘標(biāo)記偏心，說(shuō)明加載不平衡2HRc35,消滅棘輪標(biāo)記，證明疲乏裂紋是從鋒利的環(huán)溝四周很多地方開(kāi)頭的右，齒輪一個(gè)齒的疲乏斷口,HRc55，疲乏源在鍛造缺陷〔箭頭〕處,有海灘標(biāo)記有河流把戲硬度為HRc50，由1050鋼制的浮動(dòng)軸的疲乏斷口，裂源在箭頭處，由剪切疲乏形成小而圓海灘標(biāo)記，直到最終脆性拉斷1053使用732HRc513mmHRc50,根部拐角處的硬度靠近外表HRc56，11。5mm深處HRc50841生斷裂,1053碳鋼制造，感應(yīng)淬火，硬度與前者相像，只是在齒尖以12.2mm9。5mmHRc50，箭頭指出，疲乏源恰好在一個(gè)破齒下面，可能是被破齒碎片擠壞的2025-T6〔箭頭處,顯示出由刀痕和腐蝕坑造成的外表極端粗糙合作用被認(rèn)為是裂紋產(chǎn)生的緣由。〔5)腐蝕疲乏斷裂最顯著的特點(diǎn)是有多個(gè)斷裂萌生源，但其中一個(gè)是呈災(zāi)難性擴(kuò)展.由于多數(shù)狀況下裂紋起源于點(diǎn)蝕坑,即始終都在應(yīng)力集中處，在小的缺陷處開(kāi)頭。這是腐蝕疲乏與應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的區(qū)分,腐蝕疲乏斷口,留意裂紋尖端變鈍，而二次裂紋尖端沒(méi)有變鈍腐蝕疲乏斷口200T(6)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂這種斷裂僅在受到拉應(yīng)力(或低速度的動(dòng)應(yīng)力〕和處于特別介質(zhì)中才發(fā)生.拉應(yīng)力疊加一小的交變應(yīng)力屬腐蝕疲乏，斷裂源從外表開(kāi)頭，點(diǎn)蝕坑反而不利于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。鋁合金、低碳鋼、高強(qiáng)鋼、α—黃銅等通常都是沿晶開(kāi)裂或緊靠晶界一側(cè)開(kāi)裂.α-黃銅的某些開(kāi)裂是沿基體與孿晶之間的界面斷開(kāi)的.奧氏體不銹鋼是穿晶斷裂,并有宏觀分叉。電子斷口相有扇形或羽毛形把戲.與氫脆斷口的主要區(qū)分，用腐蝕產(chǎn)物判別,有為應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂?！?〕氫脆斷裂一般多在中等應(yīng)力強(qiáng)度因子的有氫狀況下發(fā)生斷裂，故氫脆多為沿晶斷口。這些界面在電鏡下觀看多有雞爪形的撕裂棱，或有細(xì)的凹坑.這兩種是應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂所沒(méi)有的。4130Cr-Mo鋼843°C奧氏體化油淬,250°C2小時(shí)回火24°C微空穴聚攏形成大量韌窩，典型的細(xì)撕裂棱簡(jiǎn)潔發(fā)生應(yīng)力腐蝕裂紋的實(shí)例金屬材料鋁合金銅合金金合金鎳鉻鐵合金鉛鎂合金蒙乃爾合金(Monel)鎳

腐蝕介質(zhì)含氧化劑的NaCl水溶液，含空氣的水蒸氣氨水溶液及胺蒸氣，含空氣的水蒸氣FeCl3水溶液NaOH水溶液醋酸鉛水溶液含氧化劑的NaCl水溶液〔高溫)，蒸餾水熔融NaOH， HF水溶液熔融NaOH，NaOH水溶液〔沸騰狀態(tài)〕碳素鋼低合金鋼奧氏體系不銹鋼鐵素體系及馬氏體系的不銹鋼鈦

NaOH+Na2SiO3水溶液，(沸騰狀態(tài)〕Ca〔NO3〕+NH4NO3+NaNO3水溶液〔沸騰狀態(tài)〕HCN水溶液混合酸(H2SO4+HNO3〕水溶液,海水MgCl2，BaCl2水解成的弱酸性氯化物水溶液海水,濃的強(qiáng)堿水溶液(高溫〕H2S水溶液〔酸性)NaOH+H2S水溶液紅色發(fā)煙硝酸液態(tài)金屬致脆通常是沿晶斷，可以把它看成是特別類型的應(yīng)力開(kāi)裂,由于增加應(yīng)力是相對(duì)的，F(xiàn)e對(duì)Pt，CuFe都算低熔點(diǎn)，在高溫就產(chǎn)生“液態(tài)”鐵脆或銅脆。振蝕腐蝕斷裂它和一般的磨損不同：①它發(fā)生在兩個(gè)相對(duì)固定的接觸面上，由振幅微小〔0。01～2.0um)的振動(dòng)產(chǎn)生相對(duì)地來(lái)回滑動(dòng)，②母材產(chǎn)生的碎片保存在振蝕的位置上，鋁合金的碎片為墨色，鋼的產(chǎn)物為棕色粉末.這些產(chǎn)物是基體金屬粒子及其氧化物和它.(10〕液體侵蝕主要指氣蝕和沖擊侵蝕。前者的外表和皮下-吳潰瘍性腐爛，外外表口小而皮下空腔大。后者為高速液滴沖擊金屬,表現(xiàn)為凹坑，口大底小。都以物理?yè)p壞為主。〔11)局部腐蝕多數(shù)失效表現(xiàn)泄漏。失效件表現(xiàn)消滅非均勻的局部腐蝕，有的表現(xiàn)為哪種腐蝕，隨外加條件而定?！?2)磨損失效包括八種磨損(見(jiàn)失效分類表)面使用的性能、載荷大小、溫度凹凸、滑動(dòng)速度、外表光滑度和潤(rùn)滑方式等。失效的共同特點(diǎn)是外表磨損痕跡較重。(13〕高溫失效包括高溫疲乏,熱疲乏,氧化和蠕變。斷口上都有高溫氧化的顏色。前者是氧化區(qū),晶連續(xù)裂，是高溫發(fā)生開(kāi)裂而來(lái)的，高溫下晶間為弱區(qū)至于五種制造工藝〔鑄造、鍛造、焊接、熱處理和機(jī)械加工)所產(chǎn)生的各種裂紋，都直接與該工藝的缺陷相聯(lián)系的。這里從略.6。全部信息的歸納、分析、評(píng)價(jià)和處理全部信息(調(diào)查的材料和證詞，觀看的、測(cè)試的、計(jì)算的數(shù)據(jù)和全部的照片〕給與集中、整理、分析、評(píng)價(jià)和處理，并作出初步的簡(jiǎn)明結(jié)論.在進(jìn)展集中、分析時(shí)，分析人員應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)員的訓(xùn)練素養(yǎng)和閱歷，而不單憑他們的專業(yè)學(xué)問(wèn).對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中,人對(duì)失效所負(fù)的責(zé)任,已有一些取證。在作失效結(jié)論時(shí)，以下人為因素是否已被排解：推斷錯(cuò)誤，技術(shù)低劣,違背命令，馬虎大意,玩忽職守，領(lǐng)導(dǎo)指示錯(cuò)誤，規(guī)定職責(zé)范圍不合理，職工間的敵視或不團(tuán)結(jié)，以及通訊設(shè)施低劣。這些都應(yīng)加以考慮。試結(jié)果.對(duì)已經(jīng)發(fā)表的同樣損壞事例分析的文獻(xiàn)要參考,對(duì)某些爭(zhēng)論、分析得出相反的“負(fù)”結(jié)論也要重視，它可以通過(guò)爭(zhēng)論幫助排解某些可能的損壞緣由。另一方面，如打算削減有關(guān)失效本質(zhì)爭(zhēng)論的試驗(yàn)必需慎重處理.由于由單一信息就得出失效緣由的判據(jù)，雖然有這種可能，但概率很小.在作最終結(jié)論之前,盡量再查找一些能使原先推斷意見(jiàn)更堅(jiān)實(shí)牢靠的補(bǔ)充論據(jù),以免單一論據(jù)簡(jiǎn)潔受到盤問(wèn)和疑心。為了檢查按上述分析程序進(jìn)展的工作有無(wú)漏洞或考慮不周的地方,可以設(shè)想一系列的問(wèn)題來(lái)進(jìn)展核對(duì)，幫助留意整個(gè)調(diào)研細(xì)節(jié)和試驗(yàn)中可能疏忽的地方，并指出哪些是關(guān)鍵環(huán)節(jié),目的在于使分析工作少走彎路，小出漏洞。應(yīng)避開(kāi)下模棱兩可的結(jié)論7.寫出有建議的報(bào)告論,,后者重點(diǎn)在談?wù)?。因此失效分析?bào)告應(yīng)分成以下幾個(gè)重要大節(jié)，應(yīng)有清楚的層次和嚴(yán)密的構(gòu)造：一、概述失效發(fā)生的日期、時(shí)間和地點(diǎn),失效的大致?tīng)顩r〔經(jīng)濟(jì)損失和傷亡狀況〕.受誰(shuí)托付,要求和目的。二.調(diào)查結(jié)果：處理歷史。三.觀看與測(cè)試結(jié)果組織與成分四。爭(zhēng)論對(duì)任何反常狀況的爭(zhēng)論，對(duì)引起損壞緣由機(jī)理的概括，或可能失效機(jī)理的爭(zhēng)論。五。結(jié)論與建議提出失效的起因，并提出避開(kāi)將來(lái)服役中發(fā)生同樣失效應(yīng)實(shí)行的措施建議,或使用同樣部件應(yīng)實(shí)行的改進(jìn)措施的建議。紹，由于他們沒(méi)有時(shí)間和興趣來(lái)鉆研這些特地技術(shù).但為了爭(zhēng)取他們能準(zhǔn)時(shí)作出有依據(jù)的判斷，需要關(guān)鍵性的覺(jué)察和中肯地建議。8?；卦L與促進(jìn)建議的貫徹。一步豐富損壞分析人員的各類現(xiàn)場(chǎng)學(xué)問(wèn)。這對(duì)提高損壞分析的質(zhì)量和效率是大有好處的。貫徹建議常常是一項(xiàng)困難的任務(wù),一些生產(chǎn)廠對(duì)不常常消滅的失效不會(huì)去樂(lè)觀改善.而一旦失效重現(xiàn)影響生產(chǎn)很大時(shí)，又急如星火。因此,對(duì)于關(guān)鍵性的失效應(yīng)當(dāng)設(shè)法促進(jìn)建議的貫徹執(zhí)行.為了進(jìn)展良好的可加工部件，以及進(jìn)一步的改進(jìn)和提高質(zhì)量,應(yīng)搞爭(zhēng)論，設(shè)計(jì)，制造效幾率減到最小比例。四、結(jié)語(yǔ)失效分析的系統(tǒng)〔如機(jī)械、化工、石油、交通、能源、航空等等〕很多，它們所包括的大小部件就更名目繁多舉不勝舉.因此,在介紹分析思路和分析程序時(shí)盡可能搞能用的思路和程序，雖然不能做到對(duì)每種失效部件都完全適用,但絕大局部是適用的,只要讀者選擇前面介紹過(guò)的思路中的一種,按程序步驟逐步實(shí)施,增加某些測(cè)量數(shù)據(jù),刪去對(duì)你當(dāng)前分析這樁工作是不必要測(cè)試工程。這樣根本上能滿足失效分析入門的要求.更高的要求，還靠大家來(lái)充實(shí)。八，金屬的顯微斷口分析〔一)斷口學(xué)概述斷口學(xué)是爭(zhēng)論金屬斷裂面(斷口)的形態(tài)特征、形成緣由和影響因素的一門科學(xué)。依據(jù)爭(zhēng)論尺度的不同，它又可分為宏觀斷口學(xué)和顯微斷口學(xué)兩個(gè)分支。斷口的性質(zhì)即斷裂的緣由等.如我們?cè)谇懊嬷庇^檢驗(yàn)局部所進(jìn)展的那樣，顯微斷口學(xué)(有人稱為斷口金相學(xué)〕則是利用光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡，尤其是掃相互補(bǔ)充、驗(yàn)證，使人們得以對(duì)斷裂的全部過(guò)程有更深入和正確的了解。是說(shuō),任何斷口都是由一種或幾種根本顯微形態(tài)或它們的變態(tài)按肯定的規(guī)律、以不同比例組合而成的。這才使我們有可能對(duì)千變?nèi)f化狀況下的斷口形態(tài)進(jìn)展分類并分別予以爭(zhēng)論。后來(lái)又覺(jué)察,各類顯微斷口形態(tài)的消滅根本上對(duì)應(yīng)肯定的內(nèi)部或外部條件。因此，金屬人們?cè)缇陀霉鈱W(xué)顯微鏡對(duì)金屬的斷口作過(guò)大量的觀看與分析成為顯微斷口學(xué)的同義詞。后面將介紹的斷口的顯微特征及其形成機(jī)制等幾乎全是近年來(lái)“電子斷口學(xué)“的爭(zhēng)論結(jié)果。從學(xué)科上來(lái)說(shuō),斷口學(xué)作為斷裂物理的組成局部,已成為整個(gè)斷裂學(xué)科的根底之一。尤為重要的是它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的作用已漸漸被人們生疏.可以說(shuō),這是一門既有理論意義、又有有用價(jià)值的興學(xué)科。以及如何利用它來(lái)進(jìn)展失效分析等作一簡(jiǎn)潔介紹專著。(二〕斷口的根本顯微形態(tài)及其形成機(jī)制〔1)斷口的分類可從不同角度或尺度〔層次)對(duì)斷裂或斷口進(jìn)展分類.如依據(jù)斷裂后宏觀變形量的大小分為延性(韌性〕斷口和脆性斷口；依據(jù)裂紋擴(kuò)展的途徑分為穿晶及沿晶斷口，依據(jù)斷口的顯微形態(tài)分為塑坑型及解理型斷口等.在對(duì)材料的冶金質(zhì)量進(jìn)展評(píng)價(jià)時(shí)，還常依據(jù)宏觀斷口的外貌分為木紋狀，纖維狀或萘狀斷口等等.熟鐵沖擊斷口，木紋狀斷口4140Cr-Mo鋼過(guò)載斷裂，韌窩穿晶快速斷裂的典型，垂直標(biāo)記為硫化物渣條4340NI—Cr-Mo鋼,網(wǎng)狀磨削裂紋4340，飛機(jī)水平尾翼傳動(dòng)筒軸,真空鍍鉻，裂紋由氫脆引起,飛行前檢查，覺(jué)察有裂紋。不同的分類方法適應(yīng)了不同的需要,而在介紹金屬的顯微斷口形態(tài)時(shí),我們將承受穿晶和沿晶斷口這種分類方法,并進(jìn)一步分為塑坑型及解理型斷口等.〔2〕穿晶斷口形成沿晶斷口。穿晶斷口有以下幾種根本顯微形態(tài)：(a〕塑坑型斷口.大多數(shù)的鋼和鋁、銅等有色金屬過(guò)載斷裂時(shí)，都形成這種塑坑型斷口.金屬在外力作用下范性變形時(shí),各處的變形程度是不同的。由于位錯(cuò)塞積等緣由，首先,對(duì)應(yīng)的位置都凹陷的小坑，易在夾雜物、沉淀相等處形核，故常可在它們的底部看到夾雜物等.塑坑形成過(guò)程的示意圖及典型形貌見(jiàn)圖,而這和形核點(diǎn)數(shù)目(材料純潔程度)環(huán)境溫度等有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，材料的純度、塑性及變形溫度越高,塑坑就越大、越深。塑坑的狀態(tài)則根本取決于斷裂時(shí)的應(yīng)力狀態(tài):正拉應(yīng)力造成的斷裂形成等軸塑坑；切應(yīng)力形成拉長(zhǎng)的塑坑，且在一對(duì)斷口上,塑坑被拉長(zhǎng)的方向相反;撕裂應(yīng)力也造成拉長(zhǎng)的塑坑，但在對(duì)應(yīng)斷口上，方向一樣。示意圖見(jiàn)圖3.除三種根本形態(tài)外,在更簡(jiǎn)單的應(yīng)力狀態(tài)下，塑向。7075—T6w鋁合金試樣過(guò)載拉伸斷口，頂部和底部都是微小韌窩區(qū),在照片的中心局部可以看到金屬間夾雜物解理小面位于大囊中,這些富鐵硅的夾雜物僅與囊壁略微相接。0。01％C 0.24％Mn 0。02％Si的鐵100°C下的沖擊斷口，韌窩，稍微拉伸，說(shuō)明白塑性撕裂。在-196°C下的沖擊斷口。河流把戲低碳,高氧鐵的室溫拉伸試驗(yàn)斷口，留意等軸韌窩含有FeO的球形質(zhì)點(diǎn)，球狀明顯.而慢速擴(kuò)展(亞臨界擴(kuò)展)的裂紋如應(yīng)力腐蝕、疲乏及腐蝕疲乏等是不會(huì)在斷口上形成塑坑的。這一重要特征常被用來(lái)區(qū)分由于應(yīng)力腐蝕等形成的舊斷口和人工分開(kāi)時(shí)形成的斷口周大應(yīng)變疲乏或應(yīng)力強(qiáng)度因子很大的氫的延遲裂紋的斷口上，有時(shí)也會(huì)消滅塑坑,失效分析時(shí)，這是應(yīng)留意的。〔b)解理斷口解理是指金屬等晶體在外力作用下沿某些特定的晶面(解理面〕劈裂的現(xiàn)象.在晶體學(xué)和礦物學(xué)等學(xué)科中常常使用這一術(shù)語(yǔ)。解理是通過(guò)破壞原子間的鍵合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因密排面之間的原子間距最大、鍵合力最弱,，少數(shù)狀況下可是〔11〕或11；六方金屬如鋅、鎘和鎂等則是〔000〕面.溫、尤其是在低溫過(guò)載時(shí)，這些金屬簡(jiǎn)潔沿上述解理面發(fā)生解理斷裂?！踩缛笨诨蛄鸭y尖端或應(yīng)變速率較高時(shí)均有利于發(fā)生解理斷裂。,很簡(jiǎn)潔，通過(guò)滑移而變形，因此,除極少數(shù)例外，它們不會(huì)發(fā)生解理斷裂。對(duì)抱負(fù)晶體來(lái)說(shuō),解理應(yīng)始終在一個(gè)晶面上進(jìn)展，并且解理面應(yīng)是完全光滑的。但實(shí)際：后受阻,會(huì)轉(zhuǎn)移到相鄰的晶面〔同一面族〕上連續(xù)擴(kuò)展，這過(guò)程會(huì)在斷口上形成解理臺(tái)階。上即可確定斷裂源。這乃是解理斷口最具特色的顯微形貌。1090鋼的斷口，850°C下，0.5小時(shí)油淬,400°C回火，-196°C沖斷，在解理區(qū)散布沿晶斷裂的寬的小面.混雜的河流把戲，F(xiàn)e—39Ni合金，1260°C鍛造，1040°C熱軋,1000°C退火，空冷，彎曲斷裂外表，河流把戲，已經(jīng)產(chǎn)生幾個(gè)解理臺(tái)階的扭曲晶界，點(diǎn)和解理斷口相區(qū)分:裂紋源總是在準(zhǔn)解理面的內(nèi)部，呈幅射狀向四周擴(kuò)展這;而解理時(shí)裂紋幾乎總是起源晶界〔或亞晶界)。和河流把戲類似的形變標(biāo)記〔稱為撕裂棱〕短且不連續(xù)，不像河流把戲那樣有時(shí)可越過(guò)晶界.最終，它的晶體取向不很確定，斷面常略有起伏,不像解理那樣平坦光滑,說(shuō)明它經(jīng)受了較大的范性變形。依據(jù)這些特點(diǎn)，是可以把它和解理斷口相區(qū)分的.。體心立方金屬如純鐵、軟鋼，F(xiàn)e-SiFe—Cr合金等的解理斷口上，?？煽吹酵钩觥不虬枷荨车?。外形像舌頭的“舌狀把戲“有時(shí)稱為舌頭。已確定，在解理面上的擴(kuò)展的裂紋轉(zhuǎn)移到孿晶面上擴(kuò)展一短距離，重回到面時(shí),突出的孿晶面就會(huì)構(gòu)成這種舌狀把戲。見(jiàn)圖14及圖15.故舌頭和解理面的夾角也不全一樣。溫度越低,變形時(shí)越簡(jiǎn)潔消滅孿晶，也越簡(jiǎn)潔形成這種舌狀把戲。疲乏斷口疲乏是指金屬在交變應(yīng)力持續(xù)作用下發(fā)生的斷裂現(xiàn)象.在實(shí)際工程構(gòu)件的斷裂事故中,它占的百分比最高，因而從不同角度對(duì)它作了大量的爭(zhēng)論。疲乏斷裂時(shí),即使是韌性很好的材料,宏觀斷口也無(wú)明顯變形,表現(xiàn)為脆性斷口.疲乏外，全部包含有裂紋慢速擴(kuò)展過(guò)程的斷裂方式如應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲乏等都具有這特點(diǎn)。多數(shù)金屬構(gòu)件〔尤其是軸類)疲乏斷裂時(shí)，宏觀斷口由疲乏源區(qū)、裂紋擴(kuò)展區(qū)和過(guò)載撕不是必要條件。由于裂紋反復(fù)開(kāi)合造成的碰撞、磨擦，致命疲乏源區(qū)相當(dāng)光滑，甚至發(fā)亮。淺或粗糙程度不同的區(qū)域、這是裂紋擴(kuò)展速率有較大變化、甚至停頓引起的,故又稱裂紋休止線。最終是過(guò)載撕裂區(qū),是有效截面不再能承受外截荷時(shí)形成的、有剪切唇和宏觀變形等過(guò)載斷口的典型特征。疲乏斷口最引人留意的顯微特征是疲乏輝紋它們是些彼此根本平行垂直的條紋，一般僅在裂紋擴(kuò)展區(qū)才消滅.輝紋間距和裂紋擴(kuò)展速率及應(yīng)力強(qiáng)度因子幅值等有關(guān).,〔多數(shù)是這樣的情形)和應(yīng)力斷型斷口(張應(yīng)力與斷口垂直)。此外，材料本身的性質(zhì)〔)和環(huán)境介質(zhì)也有重要影響.因此，即使在同一個(gè)斷口上，由于化學(xué)成份、性能等在不同部位的顯微起伏，也(如腐蝕疲乏的情形〕,這一差異尤為明顯。不過(guò),常用的金屬材料，如中、低強(qiáng)度的鋼或鋁合金等，在多數(shù)狀況下都會(huì)形成疲乏輝紋，這就為斷裂失效分析供給了一個(gè)很有價(jià)值的鑒別標(biāo)志.間距和排列方式等恰和外加交變載荷的變化全都，從而有力的證明白上述機(jī)制是合理的。.因此,一般不能依據(jù)輝紋的條數(shù)準(zhǔn)確確實(shí)定斷裂前經(jīng)受了多少次交變載荷。以上爭(zhēng)論的根本上是高周疲乏的情形(因這最常遇到)。假設(shè)交變應(yīng)力的幅值較大，斷裂前如不超過(guò)13-14次，則稱為低周疲乏。此時(shí)，宏觀斷口四周可看到變形。顯微斷口較簡(jiǎn)單，不易消滅疲乏輝紋，常會(huì)看到所謂“擦傷痕跡”或“輪胎把戲“等簡(jiǎn)單的形態(tài)。隨著循環(huán)次數(shù)進(jìn)一步降低，漸漸過(guò)渡到和過(guò)載斷口相像，甚至消滅塑坑。沿晶斷口當(dāng)裂紋沿晶界擴(kuò)展時(shí)，就形成沿晶斷口。這可能是鑄態(tài)的柱狀晶晶界(和鑄錠或焊縫中熱裂紋的情形)；也可能是某種平衡相的晶界(如鋼的原奧氏體晶界)；還可能是變形后再結(jié)晶的晶界〔如高強(qiáng)鋁合金應(yīng)力腐蝕時(shí)情形。沿晶斷裂時(shí)，在多數(shù)狀況下,宏觀斷口無(wú)明顯變形,是脆性斷口。而顯微斷口又可分為塑性沿晶斷口及脆性沿晶斷口兩類.〔1)塑性沿晶斷口且易以它們?yōu)楹诵纬伤芸?，這就是形成塑性沿晶斷口的主要緣由。此外，18Ni型馬氏體時(shí)起的石狀斷口等都具有上述特征,不過(guò)此時(shí)晶界上析出的分別是碳化物和硫化物。金屬在高溫下因蠕變而斷裂時(shí),在很多狀況下,也會(huì)消滅塑性沿晶斷口，不過(guò)此時(shí)是由于晶界上消滅了微孔洞、而不是沉淀相的析出。1090鋼,100°C下沖擊解理面上有小韌窩，而且右下方韌窩中有一個(gè)夾雜物(2〕脆性沿晶斷口又稱非微孔聚合型沿晶斷口。晶界面比較光滑,顯微斷口呈冰糖塊狀。晶界弱化主要是微量元素在晶界偏析或晶界和環(huán)境介質(zhì)作用的結(jié)果.前者如鋼中磷、砷、錫等微量元素在晶界偏析造成的回火脆沿晶斷口；后者如很多材料的應(yīng)力腐蝕斷口(但不是全部的回火脆或應(yīng)力腐蝕斷口都是沿晶的)。1090鋼的斷口，850°C下，0。5小時(shí)油淬，400°C回火，-196°C沖斷,在解理區(qū)散布沿晶斷裂的寬的小面。-式的沿晶斷裂的問(wèn)題,已有人作過(guò)具體總結(jié).以上盡管我們對(duì)穿晶和沿晶斷口分別作了介紹又有沿晶斷裂，這稱為混合斷口.〔如彈簧鋼絲的情—形.“的:纖維，有人稱這為纖維狀斷口〔留意它和在宏觀斷口中稱的纖維狀斷口不同)。對(duì)這種狀況下裂紋萌生及擴(kuò)展的機(jī)制雖然作了些工作,在對(duì)斷口，尤其是鑄態(tài)斷口進(jìn)展顯微觀看時(shí),有時(shí)會(huì)看到些相當(dāng)光滑的外表和上面介紹的幾種形貌不同.這有兩種可能性:它可能是縮孔、疏松或氣孔的內(nèi)外表，由于它不和其它固晶上看到外形獨(dú)特的幾何圖形,。一般認(rèn)為，這是液態(tài)凝固成固態(tài)或固態(tài)蒸發(fā)成汽態(tài)時(shí)形成的晶體生長(zhǎng)把戲.“缺陷時(shí),也在上與消逝,甚至掌握它的數(shù)量與大小,說(shuō)明上述推想是合理的。這兩類光滑外表都是凝固時(shí)形成的晶粒界面，故也可認(rèn)為是種特別形式的沿晶斷口。1022鋼塑性裂紋起始區(qū)，該處是韌窩，機(jī)加工質(zhì)量?jī)?yōu)良該處斷口的解理局部，該區(qū)鍛造質(zhì)量差就表現(xiàn)出來(lái)。.其它〔1〕形態(tài)。冶金及機(jī)械制造部門常據(jù)此對(duì)材料的冶金質(zhì)量進(jìn)展評(píng)定，稱為斷口檢驗(yàn)。除前面提到的鑄件中的疏松,氣孔等外，經(jīng)過(guò)變形的產(chǎn)品最常遇到的是元素,尤其是夾雜長(zhǎng)并排列成行后，在縱向斷口上會(huì)造成所謂木紋狀或臺(tái)狀斷口(有時(shí)稱偏析線斷口或?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)等等。肉眼觀看時(shí)，沿變形方向有大量平行的細(xì)亮線，和木材劈開(kāi)時(shí)的外形相像，它的顯微斷口則是排列成行的非金屬夾雜物和夾雜物脫落后留下的較光滑的溝槽類型不同,〔如塑性較好的MnS夾雜或?yàn)轭w粒狀(酸鹽等〕添加錳時(shí)，高氧高硫鑄鐵中的夾雜物，Mn(Fe〕O，Mn〔Fe〕S.夾雜物這種排列方式會(huì)降低材料橫向的延、塑性能，因此生產(chǎn)部門常通過(guò)評(píng)級(jí)加以控較差外，還說(shuō)明斷裂多半是由于過(guò)、載引起。疲乏、氫脆、應(yīng)力腐蝕等不會(huì)形成這類斷口。關(guān)于不同材料上各種冶金缺陷的宏觀及顯微斷口形貌等已有很多手冊(cè)或圖譜可資借鑒?！?)中,具體列舉了這些假象的形貌及產(chǎn)生緣由等。在用砂輪機(jī)等切割試樣時(shí)，熔融的金屬微粒也易濺在斷口上造成假象.此外，假設(shè)切割區(qū)距離待分析斷口太近，切割產(chǎn)生的高溫會(huì)使四周的金屬過(guò)熱或者過(guò)燒，消滅原來(lái)不應(yīng)有的沿晶斷口，這也可算是一種假象。不過(guò),這些假象較易識(shí)別，也較易解決。較準(zhǔn)確定的是另一類假象,它是失效部件的斷口經(jīng)過(guò)燃燒氧化或腐蝕造成的。氧化或腐蝕較微時(shí)(如高溫合金或耐蝕合金的斷口〕,氧化層或腐蝕產(chǎn)物很薄，盡管宏觀斷口的顏色已有變化,但不影響對(duì)顯微斷口的分析。氧化或腐蝕嚴(yán)峻時(shí)，氧化層或腐蝕產(chǎn)物不僅較厚，而且有自己的構(gòu)造和形貌,這就會(huì)掩蓋斷口的真實(shí)形貌，致使顯微分析很1mm黑色的氧化層〔Fe3O4),它的顯微外表呈凹凸的顆粒狀，易和沿晶斷口混淆，.只有認(rèn)真分析它的特征,或者把它和基體的晶粒度作比較后,才能確定它是種假象用反復(fù)撕揭復(fù)型或?qū)嗫诜旁谟袡C(jī)試劑中進(jìn)展超聲振蕩的方法可去除斷口上局部附著物，削減假象.用適當(dāng)化學(xué)試劑清洗斷口也可在肯定程度上去除外表的氧化層或腐蝕產(chǎn)物，除掉局部載有貴重信息的基體外表,任何清洗方法都將無(wú)能為力，此時(shí)就不應(yīng)當(dāng)對(duì)斷口進(jìn)展顯微分析(宏觀斷口分析常常仍可進(jìn)行。下的需要,最近已有人對(duì)它作了總結(jié)。斷口經(jīng)適當(dāng)浸蝕劑浸蝕后,可把基體的組織顯露出來(lái)，這將幫助我們建立顯微斷口形貌和基體組織的關(guān)系,固然是格外有益的，而可據(jù)此確定斷面的晶體取向等。上述這些試驗(yàn)技術(shù)在對(duì)斷口進(jìn)展顯微分析時(shí)都是很有價(jià)值的.(三〕顯微斷口學(xué)在斷裂失效分析中的應(yīng)用斷裂時(shí)裂紋將以何種方式擴(kuò)展,即最終將消滅何種斷口形態(tài)取決于材料本身和外界的應(yīng)力,環(huán)境介質(zhì)等條件和它們的交互作用。一般說(shuō)來(lái)，不同機(jī)制引起的斷裂,其斷口的形態(tài)也是不同的,因此,通過(guò)對(duì)宏觀和顯微斷口的分析，將幫助我們確定斷裂的性質(zhì)和緣由，從而實(shí)行正確的改進(jìn)措施。因應(yīng)力過(guò)大造成的過(guò)載斷口較易識(shí)別：常常有表征裂紋擴(kuò)展方向的放射把戲和剪切唇等。假設(shè)拘束應(yīng)力不大，延性材料宏觀斷口四周還會(huì)有明顯變形。它的顯微斷口多為塑坑型,但有時(shí)也可是解理或塑坑解理的混合型斷口。脆性材料則以解理或沿晶斷口居多,但也可有塑坑。例如，純粹在-180℃的低溫下拉伸形成解理斷口,但宏觀卻表現(xiàn)為延性斷裂,延長(zhǎng)率高達(dá)200%,延長(zhǎng)率僅百分之幾，但顯微斷口上卻全是塑坑，由此可見(jiàn)，解理或塑坑型斷口系指顯微尺度的斷口形態(tài),反映了微觀的斷裂過(guò)程，它們和宏觀尺度的延性或脆性斷口之間并沒(méi)有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)系統(tǒng)，不應(yīng)混淆.1042鋼0。45％C 0。62％Mn 0。27％Si在850°C空冷試樣，在—196°C沖擊, 細(xì)致的河流把戲100°C下沖擊，韌窩形式高強(qiáng)鋼的工件在制作過(guò)程中常飲食酸洗、電鍍等步驟，假設(shè)把握不當(dāng)，易吸取過(guò)多的氫,工作說(shuō)明,氫脆斷口的顯微形態(tài)和裂紋前沿的應(yīng)力強(qiáng)度因子K有關(guān)：K較小時(shí)為沿晶斷口;K值為準(zhǔn)解理；K較大時(shí)則為塑坑型斷口進(jìn)一步的爭(zhēng)論還說(shuō)明，除這些力學(xué)因素外,鋼中還必需有足夠多能偏析到晶界上去的雜質(zhì)元素,沿晶斷口才會(huì)消滅.不過(guò),不是全部材料都遵循上述規(guī)律,如奧氏體不銹鋼等強(qiáng)度較低的材料氫脆時(shí)，多數(shù)狀況下始終是塑坑型斷口,雖然有.失效分析時(shí)，這些是應(yīng)留意的。關(guān)于這方面問(wèn)題，將特地作介紹。金屬在持續(xù)載荷及特定介質(zhì)聯(lián)合作用下，會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂.碳鋼在多數(shù)狀況下的應(yīng)力腐蝕斷口是沿晶的。但18—8型奧氏體不銹鋼在含氫離子介質(zhì)中發(fā)生應(yīng)力腐蝕時(shí),卻肯定是穿晶斷口(除非材料嚴(yán)峻敏化〕.此時(shí)，除金相試片上裂紋有大量分叉外，顯微斷口由所謂“羽毛狀“28。所謂“河流把戲”會(huì)發(fā)生解理斷裂，故是可以和解理斷口相區(qū)分的。的，此外，在有的狀況下,通過(guò)疲乏輝紋間距的測(cè)定，還可推想裂紋擴(kuò)展速率或交變應(yīng)力幅的大小.這對(duì)斷裂失效分析固然是格外有價(jià)值的。不過(guò)，過(guò)載、氫脆和應(yīng)力腐蝕斷口在極個(gè)別狀況下，也會(huì)在局部地區(qū)消滅和疲乏輝紋類似的平行條紋。有人認(rèn)為是種滑移痕跡;也有人認(rèn)為是裂紋擴(kuò)展過(guò)程中消滅停頓引起的。失效分析時(shí)應(yīng)特別留意。液態(tài)金屬脆(如鎘脆、鋅脆等〕導(dǎo)致的斷裂幾乎全是沿晶斷口,且斷口上有這些金屬的富集現(xiàn)象，因此分析時(shí)不太困難。貝殼把戲等也不大明顯。顯微斷口上是否消滅疲乏輝紋和材料、介質(zhì)，應(yīng)力強(qiáng)度因子幅、應(yīng)力波形及頻率等很多因素有關(guān)。如奧氏體不銹鋼這類材料在空氣中疲乏時(shí),很簡(jiǎn)潔消滅輝紋,但在腐蝕性介質(zhì)中，輝紋卻很可能僅在局部地區(qū)消滅，甚至不出。此時(shí)如何與應(yīng)力腐蝕相區(qū)分的問(wèn)題我們已作過(guò)總結(jié)。及手冊(cè)可供參考。應(yīng)強(qiáng)調(diào)指出：顯微斷口分析只是斷裂失效分析的一種手段、一個(gè)方面,而不是它的全部?jī)?nèi)容.這是由于斷裂后,斷口不是總能完好地保存,至使分析工作能順當(dāng)進(jìn)展(如經(jīng)過(guò)碰撞、燃燒或嚴(yán)峻腐蝕的情形)；另方面，在有些狀況下，顯微斷口形態(tài)和斷裂機(jī)制之間并不存在唯一確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即是說(shuō)，由于材料化學(xué)成份,熱處理狀態(tài)或環(huán)境介質(zhì)的不同，盡管斷裂至一樣?？磥?lái)，在進(jìn)展斷裂失效分析時(shí)，在多數(shù)狀況下,不應(yīng)當(dāng)僅依據(jù)斷口的顯微形貌〔尤其是局部地區(qū)的形貌),,質(zhì)、裂紋及宏觀斷口形貌等進(jìn)展綜合分析，才可能得出比較正確和全面的結(jié)論。九、疲乏失效的過(guò)程試驗(yàn)觀看說(shuō)明,疲乏失效可分成幾個(gè)相應(yīng)的階段，有人曾提出；延性金屬疲乏失效經(jīng)受裂紋萌生；裂紋沿最大切應(yīng)力平面擴(kuò)展〔稱為第一階段擴(kuò)展)垂直于應(yīng)力軸的擴(kuò)展〔其次階段擴(kuò)展〕直到最終瞬斷.有人將裂紋形成過(guò)程分得更精細(xì)，它包括疲乏硬化(軟化〕形成駐留滑移帶→形成微裂紋→微裂紋擴(kuò)展連接形成宏觀裂紋期擴(kuò)展與前述第一階段擴(kuò)展機(jī)制相類似,宏觀裂紋的施展屬于其次階段的擴(kuò)展。高強(qiáng)度材料或有鋒利缺口的零件,裂紋形成和第一階段擴(kuò)展過(guò)程可能很短、有時(shí)可能消逝。能發(fā)生,既使所施加的名義應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度，由于多晶金屬的各向異性，同時(shí)有晶界、孿晶界、夾雜、疏松、機(jī)械缺口等缺陷，在有利取向的晶粒內(nèi)或相界、缺陷等應(yīng)力集中處。也可能發(fā)生局部塑性變形，促使疲乏裂紋形成。為了解釋疲乏裂紋的形成,進(jìn)展了大量的試驗(yàn)觀看，提出過(guò)很多裂紋形成的模型、雖然在滑移帶上觀看到疲乏裂紋形成現(xiàn)象比較多，但對(duì)于實(shí)際工程用合金,裂紋多數(shù)發(fā)生在其它單相合金在高循環(huán)應(yīng)力作用下,疲乏裂紋一般都沿晶界形成；另外在高溫下工作的零件，當(dāng)溫度和平均應(yīng)力足夠高，或者加載頻率較低并有腐蝕介質(zhì)作用時(shí)，也常發(fā)生晶界裂紋.大多數(shù)工程合金都有脆性相(如碳化物、氮化物、硼化物、硫化物等〕,合金在加工過(guò)程中簡(jiǎn)潔引果.鐵基或鎳基合金的孿晶界面常常形成疲乏裂紋，據(jù)面心立方材料孿晶晶體幾何學(xué)及界面,位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力更小。由r′相強(qiáng)化的鎳基高溫合金，強(qiáng)化相r,、氣泡、夾渣和加工刀痕等缺口的局部應(yīng)力狀態(tài)都是三維的,它們降低局部的屈服強(qiáng)度，這紋的重要因素，由于外表晶粒直接與大氣接觸,金屬疲乏過(guò)程對(duì)空氣極為敏感,另外外表晶粒比內(nèi)部受約束的晶粒更簡(jiǎn)潔發(fā)生塑性變形.在工業(yè)生產(chǎn)中，嚴(yán)格掌握另件的外表質(zhì)量對(duì)改善疲乏性能，延長(zhǎng)零件的疲乏壽命起重要作用.前面雖然具體地介紹了疲乏裂紋的形成展過(guò)程，由于被探查到的裂紋尺度打算于爭(zhēng)論者所用的探測(cè)手段，借助電子顯微鏡在1%疲勞壽命即可看到原子尺度(埃)〔)覺(jué)察的工程尺度(毫米)40—50%疲乏壽命以后.“工程尺寸”裂紋概念，長(zhǎng)度為0.07-1mm.由于疲乏裂紋的形成受宏觀應(yīng)力分布、顯微組織和環(huán)境等很多因素影響,一個(gè)試樣式另理論描述裂紋形成速率及各種參數(shù)的關(guān)系。疲乏裂紋的擴(kuò)展少,目前還處于探究階段。在過(guò)去的十多年中，對(duì)宏觀裂紋擴(kuò)展的一般規(guī)律爭(zhēng)論的比較充分，應(yīng)用線彈性斷裂力學(xué)定量描述了宏觀疲乏裂紋的施展速率da/dN=k式中c和m是材料常數(shù)△k為裂紋前端的應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍，它是掌握裂紋擴(kuò)展的重要因素，接近門坎值區(qū)的擴(kuò)展(宏觀裂紋的早期擴(kuò)展〕上升，但因門坎值四周的擴(kuò)展速率也增加,使門坎值降低；因而凡增加材料強(qiáng)度的因素，都中的欠時(shí)效組織比過(guò)時(shí)效組織有高的門坎值從上述疲乏裂紋形成及初期擴(kuò)展的爭(zhēng)論了解到,疲乏門坎值是打算裂紋能否擴(kuò)展的臨界應(yīng)力強(qiáng)度值,而疲乏極限是打算裂紋能否形成的臨界應(yīng)力值,它們都代表材料的疲乏后抗力，但是提高疲乏極限的措施(如晶粒細(xì)化〕卻往往降低疲乏門坎值.對(duì)這一問(wèn)題至今沒(méi)得到滿足〔此極限值與材料微觀組織的最小單位尺寸有關(guān)),裂紋擴(kuò)展規(guī)律才能用應(yīng)力強(qiáng)度來(lái)描述,隨著裂紋長(zhǎng)度的增加,裂紋擴(kuò)展所需的應(yīng)力降低,但裂紋擴(kuò)展門坎值保持不變即,a,偏離該直(即疲乏極限于臨界裂紋長(zhǎng)度的微裂紋擴(kuò)展與大裂紋的擴(kuò)展可能是由兩種不同機(jī)制掌握沖突.宏觀裂紋的擴(kuò)展宏觀裂紋其次階段擴(kuò)展的機(jī)制爭(zhēng)論得比較充分,對(duì)于宏觀裂紋擴(kuò)展起打算作用的因素是裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度范圍,高延性材料的裂紋前抗裂紋擴(kuò)展力量差。材料的微觀組織及環(huán)境介質(zhì)(低濃度介質(zhì))在該階段擴(kuò)展中起的作用微小。提高金屬另件疲乏抗力的途徑爭(zhēng)論疲乏裂紋萌生和擴(kuò)展過(guò)程是為了提高材料的抗失效力量,并為設(shè)計(jì)，選材和失效分析供給依據(jù)，這對(duì)提高產(chǎn)品效能，減輕重量和保證安全有重要意義,從上述疲乏過(guò)程的爭(zhēng)論可以了解到各種因素以不同方式影響裂紋的形成和擴(kuò)展,因此要依據(jù)應(yīng)用中另件構(gòu)造的幾何重的狀況,裂紋形成壽命占總壽命的大局部，這時(shí)要選取高強(qiáng)度材料，并用前面提到的細(xì)化晶粒、減小夾雜物尺度，彌散強(qiáng)化或滲氮，滲碳等提高疲乏強(qiáng)度的處理,進(jìn)一步強(qiáng)化材料或力也提高抗裂紋擴(kuò)展力量，對(duì)高應(yīng)力集中的零件效果最為顯著。疲乏斷口的宏觀分析利用宏觀斷口分析方法推斷零件的斷裂緣由有時(shí)比斷口微觀分析更為重要式常常不能從微觀斷口形貌來(lái)區(qū)分,卻在宏觀斷口上留下特征痕跡。從鍵槽處斷裂的轉(zhuǎn)軸，可以從瞬時(shí)斷裂區(qū)的位移判定旋轉(zhuǎn)方向。通過(guò)斷口的宏觀分析可以確定裂紋起始的位置性，因此宏觀斷口分析引起人們的重視.〔簡(jiǎn)稱疲勞區(qū)擴(kuò)展區(qū)兩局部.每一個(gè)臺(tái)階即是一個(gè)裂紋源。在裂紋開(kāi)頭擴(kuò)展的區(qū)域很平坦，當(dāng)裂紋快穿透紋向兩側(cè)擴(kuò)展的斷口粗糙，有人字形把戲，人字指向緩慢擴(kuò)展區(qū)、裂紋在該區(qū)擴(kuò)展較快,多半在很短時(shí)間擴(kuò)展到整個(gè)面積,它可由這兩區(qū)域的高倍疲乏斷口的輝紋間距差異來(lái)判明。瞬斷區(qū)斷口特征取決于材料的塑性，韌性材料的瞬斷區(qū)一般為纖維狀，而脆性材料為結(jié)晶狀。假設(shè)材料塑性很好，則在終斷區(qū)外表有較寬的剪切唇。1041碳鋼疲乏裂紋，留意三個(gè)疲乏源1041碳鋼感應(yīng)淬火HRc50，疲乏斷口，兩條裂紋，兩個(gè)源1039碳鋼外表硬化疲乏斷口，外表HRc50,心部HRc19，在貫穿入心部前外表幾乎完全裂開(kāi)1041 碳鋼感應(yīng)淬火HRc50，帶鍵槽的疲乏斷口，左邊一次偶然電弧觸發(fā)，引起一個(gè)疲乏裂紋疲乏源的辯別疲乏裂紋形成時(shí)，總是選擇最薄弱的方向擴(kuò)展,遇到阻礙后則又轉(zhuǎn)變方向。因而在裂紋高的應(yīng)力集中使很多微裂紋在相距很近的不同平面上萌生線指向另件外表、臺(tái)階越多說(shuō)明裂紋源越多，另件的應(yīng)力集中或外載茶愈大。另件外表經(jīng)滲氮滲碳或噴丸強(qiáng)化后，疲乏裂紋可能在內(nèi)部或亞外表缺陷上形成,在斷口處萌生，高倍觀看斷口，可見(jiàn)到園心處存在一串顯微疏松。載荷水平及加載類型對(duì)疲乏源的位置有影響,一般來(lái)說(shuō)，彎曲疲乏或扭轉(zhuǎn)疲乏加載時(shí)，另件外表應(yīng)力最大,裂紋源根本都發(fā)生在外表：軸向加載狀況下，當(dāng)平均應(yīng)力較大時(shí)，可能在內(nèi)部缺陷處形成疲乏源。疲乏源距外表的學(xué)度隨外載荷增加而削減.對(duì)外表強(qiáng)化的另件,可依據(jù)疲乏源距外表的距離估量外載荷的大小。確定裂紋起以.金在低應(yīng)力幅和中等溫度條件疲乏裂紋開(kāi)頭區(qū)存在光滑小平面斷口裂紋源的位置。貝殼狀疲乏弧線化，導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展速率變化，因而斷口的粗糙度或放射狀條痕方向轉(zhuǎn)變,在宏觀斷口上留下裂紋擴(kuò)展的痕跡。有人稱它為疲乏裂紋休止線。在中溫條件工作的另件，隨著裂紋的擴(kuò)展，斷口氧化的時(shí)間漸漸縮短,斷口顏色漸漸轉(zhuǎn)變，它也在斷口上留下裂紋擴(kuò)展的前沿弧形痕跡,這是貝殼狀疲乏弧線形成的另一種方式，疲乏弧線的外形與另件外形,缺口應(yīng)力集中程度及材料缺口敏感性等因素有關(guān)。對(duì)于缺口敏感性較強(qiáng)的材料，疲乏弧線為凹形，韌性好的材料疲乏弧線為凸形.載荷過(guò)大、溫度過(guò)高的條件，沒(méi)有明顯的疲乏弧線,這時(shí)疲乏裂紋擴(kuò)展區(qū)與瞬斷區(qū)無(wú)明顯分界限,.疲乏斷口的微觀特征件的疲乏斷口進(jìn)展微觀分析能夠推想疲乏裂紋擴(kuò)展的機(jī)制模型，了解組織構(gòu)造、載荷水平、環(huán)境介質(zhì)等因素與裂紋擴(kuò)展的交互作用，為另件的失效分析供給依據(jù)。第一階段斷口的形態(tài)受環(huán)境及應(yīng)力水平影響較大,在真空環(huán)境，低應(yīng)力高周疲乏的第一階段斷口失去光澤,斷裂臺(tái)階也削減,斷口以等軸塑坑為主，而在空氣中，第一階段斷口隨應(yīng)力的增加反射性減弱，臺(tái)階削減。一般來(lái)說(shuō)，低應(yīng)力、低溫、外表大晶粒以及平面應(yīng)力狀態(tài)都有利于疲乏裂紋的第一階段擴(kuò)展.其次階段疲乏斷口特征電子斷口相說(shuō)明金屬疲乏裂紋擴(kuò)展的其次階段斷口區(qū)存在疲乏輝紋載荷循環(huán),輝紋的間距隨應(yīng)力強(qiáng)度幅度變化，兩個(gè)相匹配斷口疲乏輝紋根本相互對(duì)應(yīng)。材料性質(zhì)，應(yīng)力水平及環(huán)境介質(zhì)都影響疲乏輝紋的形成.形成輝紋的條件是：必需有拉境。假設(shè)材料的變形受到限制，或應(yīng)力太低，在真空環(huán)境中一般都不能形成輝紋，所以高強(qiáng)度鋼及鑄造合金的疲乏斷口難以覺(jué)察典型的疲乏輝紋。15MnTi船板鋼由于具有極好的塑性，因而疲乏輝紋很清楚,30CrMnSi和34CrNi3Mo的疲乏斷口上很難找到明顯的紋很不連續(xù)鈦合金的斷口某些區(qū)可見(jiàn)到明顯輝紋的重要因素，在低應(yīng)力高周疲乏條件下，當(dāng)壽命很長(zhǎng)時(shí)，在掃描電鏡下觀看斷口，有時(shí)很難區(qū)分出疲乏輝紋，必需用透射電鏡觀看斷口復(fù)型才能區(qū)分，鑄造鎳基合金650℃的疲乏斷口在疲乏源區(qū)看不到輝紋，離開(kāi)源區(qū)0.5mm以后輝紋漸漸可以區(qū)分距源區(qū)越遠(yuǎn)，疲乏輝紋的間距就越大。,而鎳基合金有時(shí)為沿晶斷口.對(duì)于低碳鋼等波型滑移材料,特別在焊接缺陷四周的斷口，常常消滅蛇形滑移。這時(shí)推斷失效的力學(xué)緣由,要依據(jù)另件承載狀況而定。低周疲乏斷口還常常有輸胎狀把戲,當(dāng)載花水平和環(huán)境溫度足夠高，頻率足夠低的狀況下，會(huì)出出沿晶疲乏斷口或穿晶開(kāi)頭沿晶擴(kuò)展.輝紋十、金屬的高溫腐蝕腐蝕是金屬構(gòu)件失效的三種主要形式之一。在高低生在各種氣體,熔融金屬和鹽類的腐蝕稱為高溫腐蝕，這里只介紹高溫氧化、硫化、熱腐蝕、滲碳,氫腐蝕和沖蝕。(一)高溫氧化2 高溫氧化是指金屬在高溫條件下,O2、CO、HO2 金屬——氧的熱化學(xué)相圖說(shuō)明，某種金屬在肯定氣氛中能否被氧化.主要打算于氣氛中〔44)1200KFe—O—S系熱化學(xué)相圖,假設(shè)氣氛中氧分壓大于FeO的分解壓，而小于Fe3O4的，則在Fe的外表將生成Fe2O、Fe3O

、FeO，即最富氧的化合物在4最外層,最富金屬的化合物靠近基體金屬。4金屬的高溫氧化過(guò)程,同樣是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程,如圖(45)所示。在氧化物——?dú)怏w界面處:在金屬——氧化物界面處：其中,即受O2向內(nèi)集中所掌握。離子在氧化物集中的速率，由氧化物中缺陷的類型打算M+集中較慢,則生氧化物晶體自金屬-O-2集中較慢生氧化物自金屬-Ta、Cd、Nd等氧化物,Fe、Ni、Cu、Cr、Co等氧化物.的，拋物線型的或?qū)?shù)型的規(guī)律,如圖〔46)。遵循直線規(guī)律的金屬有K、Na等，外表生成多孔或裂開(kāi)的膜，沒(méi)有保護(hù)性。符合后兩種規(guī)律的，生成的氧化物有保護(hù)性。示：式中W、D為氧化物的分子量和密度，w、d為金屬的原子量和密度.通常，當(dāng)單位體積〈1.R>1時(shí)，由于氧化物中壓應(yīng)力過(guò)大易于裂開(kāi)，也沒(méi)有保護(hù)性。固然,氧化物的保護(hù)性也受其熱膨脹系數(shù)、熔點(diǎn)、高溫范性、導(dǎo)電率或金屬離子或氧離子集中系數(shù)等影響。某些合金中，一種或幾種含量較低的合金元素可能生成比基體金屬更為穩(wěn)定的氧化物.元素的優(yōu)先氧化。100%水蒸汽中,在任一溫度下，水蒸汽的分壓始終大于FeO的形成壓，所以在金屬外表總是生成FeO，而不會(huì)發(fā)生內(nèi)氧化。實(shí)際中，顯示內(nèi)氧化的有低合金耐熱鋼〔Fe-Cr、Fe—Si、Fe—A1)、Ni—Cr熱導(dǎo)合金、Cu—〔A1、Si、Be、Pd〕和Ag-(Cd、Pd)等合金.金屬構(gòu)件內(nèi)氧化后，在金相截面上,可見(jiàn)到細(xì)的氧化物顆粒隨機(jī)地分散在靠近外表的區(qū)平滑過(guò)渡區(qū).對(duì)于很多合金,內(nèi)氧化速率顯示出拋物線型規(guī)律。但由于這種選擇性氧化，消耗了形成保護(hù)性氧化層的一些元素〔如Cr、A1等〕,使金屬外表不易再形成完整的保護(hù)層，而成為金屬外表有害的缺口。(二)硫化H2S、S

和其它含硫氣體對(duì)金屬的腐蝕叫硫化.22 4 6 22與液態(tài)硫平衡的蒸汽中,硫的主要存在形式為分子態(tài)S、S、S、S.在含氫的復(fù)原性氣氛中，如在煤的氣化和原油加工中，H2S是硫存在的主要形式。在氧化性氣氛中,如礦物性燃料的煙氣中，約有百分之幾的SO22 4 6 222在鍋爐的煙氣中,假設(shè)有S2、SO2與O，其間處于動(dòng)態(tài)平衡：221/2S+O,將由存在的氣體分壓打算1200K°的煙氣中,含有2，.由平衡常數(shù)，可算出。由圖44〕F2O3,而不能直接生成FeS。假設(shè)金屬外表的氧化層由于某種緣由而裂開(kāi),或局部被沖刷掉，則SO2進(jìn)入縫隙中，在此縫隙這一近似封閉體系中消滅的平衡.這里,氧的分壓將由氧化物的分解壓代替，由圖(41)查出,FeO的分解壓,那么與之平衡的，因此在氧化物下面將形成硫化物。氧的連續(xù)滲入，或通過(guò)氧化膜集中；或通過(guò)裂口，將硫化物氧化，形成氧化物顆粒和游離態(tài)硫。這種生的氧化物是沒(méi)有保護(hù)性的,氧和硫可以較自由地通過(guò)。游離態(tài)的硫連續(xù)深金屬外表,在氧化層下面，可見(jiàn)到硫化物顆?；虮?。此為鑄造不銹鋼HK40硫化——氧化腐蝕層，箭頭所指為鉻的硫化物?！踩?熱腐蝕某些燒劣質(zhì)煤和油的裝置，以及海上使用的燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)件，往往受到熱腐蝕損壞.這種熱腐蝕是在氧化性氣氛中，構(gòu)件外表沉積的Na2SO4等熔鹽造成的一種加速氧化過(guò)程。與金屬的氧化和硫化不同，產(chǎn)生熱腐蝕的必要條件是構(gòu)件外表存在一薄層熔鹽。因此,熱腐蝕只能發(fā)生在肯定的溫度范圍內(nèi)，即液態(tài)鹽存在的溫度。純Na2SO4鹽的熔點(diǎn)為886℃,NaC1存在時(shí),621℃。如同時(shí)還有CaSO、KSO、MgSO

時(shí),熔點(diǎn)將更低。4 2 4 4A1和Cr，由于在金屬外表生成較致密的保護(hù)膜，延緩硫的滲透，在Na2SO4熔鹽存在時(shí)按Ct和A1，對(duì)抗熱腐蝕是有利的.相反，參加Mo、W或V量太高的鎳基合金，由于易發(fā)生酸性熔融，其抗熱腐蝕性能往往較差.熱腐蝕損壞的金屬外表為疏松的氧化物及小量鹽類所復(fù)蓋,嚴(yán)峻時(shí)有膨脹、裂開(kāi)和掉片等現(xiàn)象.內(nèi)部，在氧化層下有硫化物顆粒，這是與金屬的硫化一樣的。判定金屬構(gòu)件是否發(fā)生熱腐蝕損壞，應(yīng)從使用條件、環(huán)境氣氛、腐蝕產(chǎn)物等幾方面分析。下面介紹一下熱腐蝕對(duì)鎳基高溫合金的高溫強(qiáng)度和斷裂過(guò)程的影響。Incone175190%Na2SO4+10％NaC1800℃下做力學(xué)試驗(yàn)，在空氣中〔即未涂鹽的，單純疲乏試樣的壽命最長(zhǎng)，單純?nèi)渥兊淖疃蹋渥兤Ｕf(shuō)明熱腐蝕起著很大的作用。同時(shí),與空氣中相反,單純?nèi)渥冊(cè)嚇拥膲勖铋L(zhǎng)，而單純疲乏試樣的最短，說(shuō)明疲乏過(guò)程加劇了熱腐蝕作用。在空氣中,疲乏裂紋起自試樣外表，穿晶擴(kuò)展；而單純?nèi)渥兒腿渥兤７υ嚇拥臄嗔阎饕龋还苁悄姆N加載方式，都發(fā)生了晶連續(xù)裂。熱腐蝕環(huán)境中,試驗(yàn)壽命的降低與斷裂形式的這種變化親熱相關(guān)?！菜摹碀B碳,在高溫爐氣中的滲碳是化工設(shè)備的一個(gè)較普遍問(wèn)題。銹鋼構(gòu)造的表層，與鉻生成碳化鉻，繼而被氧化成綠色的氧化鉻.2 2 2 滲碳?xì)夥湛煞謨深悾灰活愂菬o(wú)氧的,如碳?xì)浠衔?，或氫與碳?xì)浠衔锏幕旌衔?另一類為同時(shí)含氧的,CO—CO、CO-CO—H—HO2 2 2 M C MM C MC23 6 7 3在工業(yè)設(shè)備的環(huán)境中,往往同時(shí)含有碳和氧，而構(gòu)件外表的氧化層起著保護(hù)作用。假設(shè)此保護(hù)層裂開(kāi)，含碳的氣體將進(jìn)入.在MeO-Me處，氧氣的分壓低，碳的活度較多，因此在構(gòu)件外表不能進(jìn)展的滲碳過(guò)程，而在氧化膜的孔隙中發(fā)生.,成為潛在的斷裂源。Si等元素有明顯的抗?jié)B碳作用?！参濉硽涓g在高溫高壓含氫氣氛中，氫引起的高溫腐蝕特征是氫與金屬發(fā)生化學(xué)反響,形成晶間裂紋.在鐵基合金中，發(fā)生以下反響：晶界四周的滲碳體首先被復(fù)原導(dǎo)致晶粒脫離，形成微孔洞.并由界面開(kāi)頭，珠光體因失去碳而變成不均勻的鐵素體.在含氧銅的反響中，晶界處的氧化亞銅被復(fù)原，產(chǎn)生水蒸汽引起晶間開(kāi)裂：氫腐蝕的結(jié)果使構(gòu)件的強(qiáng)度大大降低，(六)沖蝕緣由,稱為沖蝕。關(guān)天金屬構(gòu)件高溫失效緣由的分析對(duì)高溫下使用構(gòu)件的失效分析應(yīng)變和蠕變斷裂、松馳、高溫疲乏、熱疲乏、高溫腐蝕，還是這其中幾種形式的組合。但失復(fù)發(fā)生才是最有意義的。如確認(rèn)蠕變斷裂后,應(yīng)明確指出，是金屬材料中存在某種缺陷達(dá)不到產(chǎn)品性能要求,還是設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理或選材不當(dāng),或設(shè)備制造與安裝中工藝制造，甚至誤用材料而未滿足設(shè)計(jì)要求，或設(shè)備運(yùn)行中違反操作規(guī)程，消滅特別現(xiàn)象等等。環(huán)境介質(zhì)三個(gè)變量,在不同場(chǎng)合發(fā)揮著不同的作用。對(duì)于型設(shè)備，特別是工況較簡(jiǎn)單的化工設(shè)備等，由于對(duì)構(gòu)件實(shí)際工作環(huán)境缺乏準(zhǔn)確的了解，易于在設(shè)計(jì)上犯錯(cuò)誤.或者構(gòu)造不合理，或者選材不當(dāng).在選用材料時(shí)，由于高溫長(zhǎng)期數(shù)據(jù)缺乏，也可能造成選材失誤。但這要的超溫將加速材料變形、內(nèi)部構(gòu)造變化和外表腐蝕,對(duì)于構(gòu)件的危害極大。因此,在分析高溫構(gòu)件的失效緣由時(shí)，對(duì)于構(gòu)件在使用中是否超溫應(yīng)予足夠的重視.前面介紹的高溫下組織構(gòu)造變化,是在構(gòu)件正常使用溫度下即可發(fā)生的。假設(shè)構(gòu)件在超溫下使用，還可能引起組織過(guò)熱，甚至過(guò)燒等現(xiàn)象.過(guò)熱是金屬在超出臨界點(diǎn)Acs以上溫度很多，或保溫時(shí)間很長(zhǎng)時(shí)消滅的晶粒長(zhǎng)大，硫化物等在晶界聚攏等現(xiàn)象。此種晶粒長(zhǎng)大是指奧氏體晶粒。如過(guò)熱后緩冷,將同時(shí)獲得粗大學(xué)面析出,.由于過(guò)熱后,硫化物等在晶界聚攏，無(wú)論隨后冷卻造成的實(shí)際晶粒大小,都將引起沖擊韌性明顯地下降。過(guò)燒的主要特征是晶界氧化或局部熔化，其對(duì)性能的損壞是可想而知的。高溫失效分析舉例下面以石腦油裂解爐彎頭的損壞分析作為高溫失效的一個(gè)例子.(1)構(gòu)件的制造和使用狀況石腦油裂解爐彎頭由HK40合金鑄造，約使用12023hr后開(kāi)裂，彎頭下管口接裂解爐輻射段，溫度較高,上端通過(guò)吊耳下懸掛，側(cè)管口通向?qū)α鞫?，溫度較低。管內(nèi)通石腦油和水5801atm820°～840℃。正常生產(chǎn)時(shí)，每五十天為一周期。由于種種緣由,20個(gè)周期.