失效分析期末复习重点.doc

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1、断裂失效的分类过载断裂失效；疲劳断裂失效;材料脆性断裂失效；环境诱发断裂失效；混合断裂失效。载荷的应力状态的软硬与断裂类型的关系cy=fxsin^=—xsin^=B当〃=90°时，即b与F垂直时。为最大值，FF1Fr=/xcos0=—xcos0=xcos0=—x—2sin0cos〃BA/sin02A1F=sin（20）当2^=45。时，i达最大值对于单向拉伸载荷的情况，crmax>tmax（rmax=—l"*rmax起主导作用

2、，韧性切断倾向大a

3、热脆热疲劳断裂（龟裂）在反复加热冷却的工作应力下，因热胀冷缩不均匀产生的交变热应力所致的疲劳断裂，多发生于热模具中。裂纹呈龟壳纹形态。Osf,ObIfTct冷脆（低温脆性断裂）钢的（冷脆转折温度）一冷脆倾向fo冷脆断口为脆性解理断口。工件尺寸太粗大将造成①缺陷岀现可能性增加②成分组织不均匀性t-应力集中t③冋火脆性倾向f④三向应力状态，加剧一脆断倾向f⑤加热冷却不均tf内应力t⑥心部未淬透的网状组织tf心部强韧！⑦更加不易锻透，粗大碳化物不易打碎⑧有害气体出、。2、“2不易逸出，气孔增加，氢脆、白点、蓝脆、氧化物増加缺口导致应力状态的变化和

4、应力集中，有使材料变脆的趋向。影响应力集中与断裂失效的因素1）材料机械性能的影响（2）零件儿何形状的影响（3）零件应力状态的影响（4丿加工缺陷的影响（5）装配、检验产生缺陷的影响降低应力集中系数的措施:1从设计方而降低应力集屮系数（1）变截而部位的过渡加大圆角或改变方式（2）根据零件的受力方向和位置选择适当的开孔部位（3）在应力集中区附近的低应力部位增开缺口和圆孔2采収局部强化以捉高应力集中处的材料疲劳强度（1）表面处理强化（2）薄壳淬火（3）喷丸强化（4）滚压强化残余应力的产生热处理残余应力焊接残余应力表而化学热处理引起的残余应力电镀引起

5、的残余应力切削加工残余应力消除残余应力的方法去应力退火冋火或自然时效处理加静载（或动载）火焰烘烤法残余应力对疲劳的影响一般，当承受交变应力的构件存在圧缩残余应力时，构件的疲劳强度提高；当存在拉伸残余应力时，构件的疲劳强度下降°断口的宏观分析方法1.最初断裂件的判断2.主断面（主裂纹）的宏观判断3.断裂（裂纹）源区的宏观判断4、宏观断口的表观现象与致断原因初判断口三要素纤维区（F）：断裂源区，有觀性变形的撕裂纤维，属韧性区放射区（R）：断裂放射状脆性扩展的形貌，属脆性区剪切唇（S）：垠终在农层部位剪切断裂，有塑性切断的剪切唇，属韧性区韧性断口

6、：F和S区大，R区小，断面歪扭变形，呈纤维状，无金属光泽。脆性断口：R区大，F和S区小，断而平整，呈瓷状或品粒状，有金属光泽。1、断口表面与最大正应力所在平而相对应，即断

7、

8、与轴线辛45。螺旋状。此种类型的断裂为宏观脆性断裂，通殆是II1材料的脆性过大或韧犁•性不足引起的。通过改变零件的热处理工艺，适当提高冋火温度则有助于减少零件的此类断裂。2、断口的表面与最大切应力所在平面相对应，即断口平面与轴线垂直或平行。此种类型的断裂为宏观韧性的断裂，通常是山材料的强度或硬度不足引起的。适当降低零件的冋火温度，则有助于零件使用性能的改善。3、断口表面

9、与轴线的夹角远小于45。，即断口农面既不和垠大止应力所在K而相对应也不和最大切应力所在平而相对应。换句话说，该断裂面是在较小的应力条件下形成的。承受旋转弯曲的轴件可能产生以下几种类型的断裂（a）裂纹源于表而一处或两处这是最为常见的断裂形式。其产生原因是山于表面拉应力瑕大及衣而存在一定的加工缺陷或材料缺陷所致。在无明显缺陷存在的情况下，止制的断裂也呈此种断裂形式（b）裂纹源于次表面某处。次表面的拉应力小于表面，英所以成为起裂点，必然存在有较大的缺陷；（c）裂纹源于整个表而向内扩展导致的断裂。英断裂原因一•般是山于轴件存在有变截面口其应力集中现

10、象严重所致，如此处为直角过渡的情况。断口表面的粗糙度如粗糙的纤维状多为微孔聚集型的断裂机制，口孔坑粗大，蜩变现象严重；瓷状断口多为准解理或脆性的微孔断裂，幫变现彖极小，孔坑小、浅