零件失效分析3—3－失效分析思路、程序及基本技能.ppt

? 痕迹的模拟再现 ? 痕迹的综合分析 确定痕迹的性质和来源 超星图书---- 《高温合金的断口分析》 《金属断口分析》 《机械失效的痕迹分析》 第三部分内容：5次课 　深部复杂油气资源勘探开发进程的深入和气体钻井技术的推广与应用，致使井下钻柱的工作状态愈加复杂多变,钻柱安全面临着极大挑战。 管道焊缝在线检测 参考书目： 无损检测技术 刘贵民 国防工业出版社 无损检测综合知识 机械工业出版社 材料无损检测与安全评估 郑中兴 中国标准出版社 焊接结构现代无损检测技术 李生田，刘志远 机械工业出版社 无损检测 李喜孟 机械工业出版社 磁粉检测 涡流检测 声发射检测 机械工业出版社 5. 失效分析的几种基本技能 ? 断口分析 ? 裂纹分析 ? 痕迹分析 ? 断口分析 断口上记录着裂纹由萌生到扩展直至失稳断裂全过程的各种与断裂有关的信息，通过分析，找出断裂的原因及影响因素。 宏观分析 微观分析 肉眼观察 放大镜 体视显微镜 不可分割 相互补充 相互完善 SEM TEM 成分分析 分析内容 断裂位置附近的变形程度 断裂区域的痕迹特征 断口的宏观形貌特征 断口的颜色及附着物 断裂源的位置、特征及裂纹的走向 断裂的位置及其结构特征、周围的工作环境 典型断口特征？？ 断口形貌的宏观诊断技术和方法 诊断技术与方法： ? 观察技术 肉眼观察断口形貌特征及失效件的全貌 放大镜、体视显微镜进一步观察主要特征区， 确定重点分析部位 ?重点注意 的特征 是否存在放射花样或人字纹花样 是否存在弧形迹线 断口的粗糙度 断面与最大正应力的夹角 特征区的划分、分布、面积大小 材料缺陷在断口上所呈现的特征 断面的光泽与色彩 ? 断口上断裂源位置的确定？ ? 断裂扩展方向的分析判别？ 纤维区的中心、放射花样的收敛处、人字纹的最尖顶处、断口的平坦区内、无明显塑性变形的区域或无剪切唇形貌特征区、疲劳弧形的最小半径处、腐蚀氧化最严重的部位、台阶高度最大处。 裂纹源区指向最后断裂区的方向；放射线发散的方向；与疲劳弧线相垂直的放射状条纹分散方向；人字纹的人字张开的方向；断口的平坦区指向斜断口的方向；无塑性变形区指向变形大的区域的方向；台阶高差减小的方向；氧化、腐蚀减轻的方向。 断口形貌的微观诊断技术和方法 具体内容 断口周围的塑性变形大小或有无 断口与显微组织的关系 断口与晶界的关系 断裂源区的情况（材质缺陷或几何缺陷） 断口的化学成分或杂质元素的分布 断口上二次裂纹的有无、多少、分布情况 微观诊断技术： 形貌观察 微区成分分析 断裂扩展的微观方向判别 ? 裂纹分析 目的：确定裂纹的位置及裂纹产生的原因 ? 裂纹的基本形貌特征 ? 裂纹的宏观检查 ? 裂纹的微观检查 ? 产生裂纹部位的分析 ? 主裂纹的判别 ? 裂纹的走向 ? 裂纹周围和裂纹末端情况 重要 ? 裂纹的基本形貌特征 ? 裂纹两侧凹凸不平，耦合自然； ? 除某些沿晶裂纹外，多数裂纹的尾端是尖锐的； ? 裂纹深度大于宽度，是连续性的缺陷； ? 裂纹有各种形状，直线状、分枝状、龟裂状、 辐射状、环形状、弧形状，形状与形成的原因 密切相关 ? 裂纹的宏观检查－－是否存在裂纹 ? 肉眼观察 ? 无损检测 ? 裂纹的微观检查 ? 裂纹形态特征； ? 裂纹处及附近的晶粒度，晶粒变形； ? 裂纹附近是否存在碳化物或非金属夹杂物； ? 裂纹两侧是否存在氧化和脱碳现象； ? 产生裂纹的表面是否存在加工硬化或回火层； ? 裂纹萌生处及扩展路径周围是否有过热组织、 魏氏组织、带状组织等组织缺陷； ? 产生裂纹部位的分析－－应力的因素 ? 构件结构形状引起的裂纹 ? 材料缺陷引起的裂纹 ? 受力状况引起的裂纹 ? 主裂纹的判别 首要任务 确定主裂纹的原则： （1）断裂件中既有韧性断裂又有脆性断裂，一般脆性断裂发生在前； （2）断裂件中既有脆性断裂又存在疲劳断裂时，疲劳断裂在前； （3）存在两个疲劳断裂件时，低应力疲劳断裂在前，高应力疲劳断裂在后； （4）各断裂件均为韧性断裂时，应根据受力状态、结构特性、断裂走向、材质与性能综合评定； 常用判断裂纹先后顺序的方法： ? 塑性变形量大小确定法 无明显塑性变形的区域为首断区； 均为延性断裂时，变形量大的部位为主裂纹； ? T 型法 判别主裂纹的T型法示意图 ? 裂纹分叉法 ? 断面氧化颜色法 ? 疲劳裂纹长度法 判别主裂纹的分叉法示意图 主裂纹氧化时间早，氧化颜色深； 疲劳裂纹长、疲劳弧线或疲劳条带间距小的为主裂纹； ? 裂纹的走向 （1）应力原则---裂纹应