1、第十章 机械零件的失效与选材 u机械零件的失效与分析u机械工程材料的选材原则一、机械零件失效与分析每种机器零件都具有一定的功能 或完成规定的运动，或传递力、力矩或能量。下列任何一种情况的发生，都可以认为零件已经失效：p零件完全破坏，不能继续工作；p零件严重损伤，不能保证工作安全；p零件虽能安全工作，但工作低效。当零部件丧失预定的功能时，即发生了零件的 失效 。（ 一）、零件失效的基本形式零件的失效形式比较复杂，根据零件破坏的特点、所受载荷的类型以及外在条件，零件的失效形式可归纳为变形失效、断裂失效和表面损伤失效三大类型。表面 损伤 失效断裂失效变 形失效应力腐蚀断裂失效蠕变断裂失效疲劳断裂失效
2、低应力脆断失效塑性断裂失效塑性变形失效弹性变形失效磨损失效表面疲劳失效腐蚀失效零件失效（ 二）、失效分析的主要方法失效分析的目的是揭示零件失效的根本原因，影响失效的因素很多，要利用宏观和微观的研究手段进行系统的分析。服役条件失效零件失效分析失效 类 型失效原因工 业试验实验 室 试验提高零件失效抗力加 强 管理改 进 工 艺提高主要抗力指 标改 进设计工 艺 使 用材 料设 计失效分析的主要方法1、 无损检测无损检测是针对材料在冶金、加工、使用过程中产生的缺陷和裂纹用无损探伤法进行检查，以查清其状态及分布。2、金相分析通过观察分析零件（特别是失效源周围）显微组织构成情况，如组织组成物的形态、粗
3、细、数量、分布及其均匀性等，辨析各种组织缺陷及失效源周围组织的变化，对组织是否正常作出判断。3、化学分析检验材料整体或局部区域的成分是否符合设计要求。4、力学分析检查分析失效零件 的应力分布、承载能力以及脆断倾向等。5、断口分析断口分析 是对断口进行全面的宏观（肉眼、低倍显微镜）及微观（高倍显微镜、电子显微镜）观察分析，确定裂纹的发源地、扩展区和最终断裂区，判断出断裂的性质和机理。脆性断口韧性断口疲劳断口B裂 纹产 生在后A裂 纹产 生在前裂 纹扩 展方向（ a） T型法 则 （ b）分叉法 则图 分析破坏的 顺 序断口分析T型法则 分叉法则脆性断口宏观： 根据人字纹路的走向和放射棱线汇聚方向确定裂纹区。源区 源区（ a） （ b）图 失效源分析宏观： 结晶状，平齐而光亮，有闪亮小刻面。无明显变形。微观： 平坦的解理台阶与 河流花样 。（ a）宏观形貌 （ b）微观解理花样图 脆性结晶状断口的宏观及微观形貌脆性断口脆性断裂也可能沿晶界发生。（ a）回火脆性断口 （ b）应力腐蚀断口图 脆性沿晶断裂断口
