3-宏观组织检验及断口分析幻灯片.ppt

（1）平滑区 疲劳的平滑区包括着疲劳裂纹的萌生及扩展两部分。 ① 疲劳裂纹扩展方向 ② 磨光标记 ③ 疲劳扩展区的颜色 ④ 疲劳台阶 ⑤ 棘轮标记 （2）年轮条纹 疲劳“年轮”，又称为“贝壳状”或“海滩状”条纹，它是疲劳断口最突出的宏观形貌特征。 ① “年轮”的产生 ② “年轮”的形状 （2）应力腐蚀断口 （3）氢脆断裂 （4）裂纹源位于断口的平坦区域。 （5）疲劳前沿线或年轮条纹线曲率半径最小处为裂纹源。 （6）环境断裂的机械零部件的裂纹源位于腐蚀或氧化最严重的表面处。 （3）铁素体与珠光体的区别 （4）其他显微组织的断口形态 2．夹杂物的判别 3．断口的显微组织显示 四、断口的典型显微形貌特征举例 1．韧窝断口实例 （1）等轴韧窝 （2）抛物线韧窝 （3）沿晶韧窝 2．解理断口实例 3．疲劳断口实例 4．环境介质断裂实例 一、失效 1．失效的基本概念 指机械或构件在使用过程中，由于尺寸、形状、材料的性能或组织发生变化而引起的使其不能完好地完成指定的功能或者丧失了原设计功能的现象。 一般来说，失效通常有四种形式： 断裂失效、变形失效、腐蚀失效和磨损失效。 模块五 失效分析 2．失效的类型 （1）断裂失效 指金属、或合金材料、或机械产品的一个具有有限面积的几何表面的分离过程。 断裂失效 螺栓的脆性断裂 （2）变形失效 指机械构件在外力作用下，其形状和尺寸发生变化的现象。 在室温下的变形失效主要有弹性变形失效和塑性变形失效。 高温下的变形失效主要有蠕变失效和高温松弛失效。 集热管蠕变变形及胀裂 齿面塑性变形 （3）磨损失效 指摩擦副间的接触表面由于发生相对运动，在接触应力作用下，表面发生损伤导致材料流失的过程。 齿面磨损 （4）腐蚀失效 指金属或合金材料表面因发生化学或电化学反应而引起的损伤现象。 齿面点蚀 滚动轴承腐蚀失效 3．失效分析内容 指分析研究机械构件失效过程中的特征或规律，并从中找出失效的原因及预防措施的一门新的分析技术，称为“失效分析”或“失效分析学”，还有人称之为“事故分析”或“故障分析”等。 二、失效分析的目的 1．防止同类失效现象重复发生； 2．失效分析是改进机械产品设计及制造工艺的依据； 3．消除隐患，确保机械产品安全可靠； 4．失效分析可以提高机械产品的信誉。 三、失效分析方法 1．原始资料的收集 （1）构件服役前的经历 （2）构件的服役历史 （3）现场记录及残骸的收集 2．碎片或断口的选择与保存 3．断口分析技术 （1）断口的宏观观察 （2）断口的微观观察 4．其他检验分析 （1）化学分析 （2）金相检验 （3）物相分析 （4）断裂力学分析 （5）模拟试验 5．综合分析 失效分析报告具体内容： （1）失效构件的描述。 （2）失效时的服役条件。 （3）失效前的服役条件。 （4）构件制造及热处理过程。 （5）失效构件材料的冶金质量评定。 （6）各种物理、化学、力学试验。 （7）失效的主要原因及其影响因素。 （8）预防措施及改进建议等。 3．按断裂方式分类 按断裂面所受外力类型不同，可分为正断断裂、切断断裂及混合断裂三种类型。 （1）正断断裂 由正应力引起的断裂称为正断断裂。 （2）切断断裂 由切应力引起的断裂称为切断断裂。 （3）混合断裂 由正断断裂与切断断裂混合而成的断裂。 4．按断裂机理分类 金属材料按断裂机理分类可分为解理断裂、准解理断裂、滑移分离、疲劳断裂、环境介质断裂、蠕变断裂及沿晶断裂等。 5．按其他形式分类 （1）按应力状态分类 可将断裂分为静载断裂和动载断裂。 （2）按断裂环境分类 可分为低温断裂、室温断裂、高温断裂、应力腐蚀开裂及氢脆断裂等。 （3）按断裂时所需要的能量分类 可分为高能断裂、中能断裂与低能断裂。 （4）按裂纹扩展速度分类 可分为快速断裂、缓慢断裂及延迟断裂类型。 二、各类断口形貌特征 1．韧性断口 韧性断口的宏观形貌特征是呈纤维状和剪切唇。 （1）纤维状形貌特征 （2）剪切唇形貌特征 2．解理断口 指晶体材料因受拉应力沿着某些严格的结晶学平面发生分离的过程，其断口称为解理断口。 最突出的宏观特征：