机械零件失效的原因非常复杂,它涉及零件结构设计、选材、加工制造、装配调试,以及使用与保养等方面,为了开展失效分析,确定失效形式,找出失效原因,提出预防和补救措施,所采用的一般分析程序是:取样—整理资料—检验分析—写分析报告。
(1)取样。
即收集失效零件的残骸,用肉眼或放大镜来观察失效零件的变形程度、断口的宏观特征,收集表面剥落物和腐蚀产物,确定重点分析的部位和失效发源的部位,记录实况,必要时拍照。
(2)整理资料。
了解机械零件的工作环境条件和失效经过,观察相邻零件的损坏情况,以判断零件损坏次序,初步判断失效类型;进一步收集整理失效零件的有关资料,包括零件的设计、加工、安装、使用维护等系列资料,并收集与该机件相类似失效的国内外有关资料。
(3)检验。
根据需要,选择试验方法对失效样品及与失效零件同类的样品进行检验。检验方法有:
①采用无损检验法(即用电、磁、超声波等方法)检验有无裂纹等缺陷。(www.daowen.com)
②采用光学显微镜和电镜进行宏观或微观断口分析,确定裂纹的策源地及失效形式,必要时进行金相分析,检验材料组织是否正常,包括检验裂纹发源地的组织,并鉴别各种组织缺陷。
③化学分析,包括分析原材料或渗层的化学成分,以及在失效零件上收集腐蚀产物、沉淀物和磨屑等的化学成分。
④力学性能测试,包括拉伸、冲击、硬度等。一般可先测定有关部分硬度值,因为根据硬度值可以推测其他力学性能。
⑤应力分析,确定损伤部位是否为最大应力部位,判定零件形状与受力部位是否合理。
⑥断裂力学分析,测定断裂部位的最大裂纹尺寸,进行断裂力学计算,以确定发生脆断的可能性。
(4)写分析报告。
在失效分析工作进行到一定阶段或试验工作结束时,综合上述各方面的情况,对所获得的证据、数据进行整理分析,有时还要修订、完善分析计划,在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。
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