工程材料与成形技术基础第2版教学课件ppt作者庞国星第十二章机械零件的失效与表面处理12第十二章机械零件失效分析与表面处理课件.pptVIP

第四篇 工程材料应用及成形工艺的选择 第十二章 机械零件的失效与表面处理 机械零件的失效是指零件在使用过程中由于某种原因而丧失原设计功能的现象。失效分析的任务就是找出失效的主要原因，制订改进措施。 第一节 零件的失效形式与分析方法 零件的失效有三种形式，即过量变形、断裂和表面损伤失效 一、过量变形失效 1. 过量弹性变形失效 零件由于产生过大的弹性变形而失效，称为弹性变形失效。 2. 过量塑性变形失效 零件承受的应力超过其材料的屈服强度时发生塑性变形。 3. 蠕变变形失效 受长期固定载荷的零件，在工作中尤其是在高温下会发生蠕变（即在应力不变的情况下，变形量随时间的延长而增加的现象）。 二、断裂失效 （1） 韧性断裂失效 断裂前零件有明显的塑性变形，断口呈纤维状。 （2） 低温脆性断裂失效 零件在低于其材料的韧脆转变温度以下工作时，韧性和塑性大大降低并发生脆性断裂而失效。 （3） 疲劳断裂失效 零件在承受交变载荷时，一定周期后仍会发生断裂，疲劳断裂为脆性断裂。 （4） 蠕变断裂失效 在高温下工作的零件，当蠕变变形量超过一定范围时，零件内部产生裂纹而很快断裂。 环境破断失效 在负载条件下，由于环境因素（例如腐蚀介质）的影响，往往出现低应力下的延迟断裂使零件失效。 三、表面损伤失效 1.磨损失效 金属表面状态和尺寸改变的现象称为磨损。 2.腐蚀失效 零件暴露于活性介质环境中并与环境介质间发生化学和电化学作用，导致失效。 3.表面疲劳失效 相互接触的两个运动表面，在工作过程中承受交变接触应力的作用而导致表面层材料发生疲劳而脱落，造成零件失效. 四、零件失效分析的一般方法 一般分析程序是： 1.调查研究 一是调查失效现场；二是调查背景材料，收集原始材料和数据。 2.残骸收集和分析 目的是确定首先破坏件及其失效源。 3.实验分析 （1） 无损检测 （2） 断口分析 断口分析分为宏观分析和微观分析两种。断口宏观分析系指用肉眼、放大镜或低倍光学显微镜来研究断口特征的一种方法。通过宏观分析初步确定断裂性质，断裂源，载荷情况。 断口微观分析大多采用电子显微镜，其分辨率和景深都高于光学显微镜，能深入观察断口微观细节、断裂性质，便于研究裂纹形成和扩展机理。 （3） 化学成分分析 （4） 金相分析 这种方法来分析裂纹的走向、性质、判定材料组织、工艺状态，检查可能导致失效的组织缺陷。 （5） 力学性能分析 (6)其它试验方法 采用试验性应力测定方法. 4.综合分析 综合分析，作出结论，写出报告 失效分析工作达到预期目的后，应对进行的工作、所获得的全部资料进行集中、整理、分析评价和处理，作出结论，写出报告。 第二节 材料的表面处理 一、表面处理的意义 二、表面处理的方法与分类:表面热处理、气相沉积、热喷涂、堆焊、喷焊、激光处理、喷丸、滚压、氧化处理、电镀、化学镀、热侵度、磷化、涂装等。 三、表面预处理 一般指脱脂、除锈、粗化、活化和抛光。 四、常用的表面强化性处理方法 热喷涂、堆焊与喷焊、气相沉积、激光处理. 五、常用表面防护性处理方法 氧化处理、钢铁的磷化处理、电镀和化学镀、涂料与涂装. * * *