機械零件失效原因與失效分析方法

1.失效原因

導致零件失效的主要原因大致有以下幾方面：

（1）零件設計不合理。零件結(jié)構(gòu)設計不合理會造成應力集中。對工作時的過載估計不足或結(jié)構(gòu)尺寸計算錯誤，會造成零件不能承受一定的過載。對環(huán)境溫度、介質(zhì)狀況估計不足，會造成零件承載能力降低。

（2）選材錯誤。材料是零件安全工作的基礎，因材料而導致失效的原因主要表現(xiàn)在以下兩方面：其一是選材不當。由于對材料性能指標的實驗條件和應用場合缺乏全面了解，致使所選材料抗力指標與實際失效形式不相符合，從而造成材料的性能指標不能滿足服役條件，這是引起零件失效的主要原因。另外，材料的缺口敏感性、脆性轉(zhuǎn)變溫度等未考慮進去，都將導致結(jié)構(gòu)發(fā)生早期破壞；其二是材質(zhì)欠佳。如各種冶金缺陷（如氣孔、疏松、夾雜物、雜質(zhì)含量等）的存在且超過規(guī)定的標準。

（3）加工工藝不合理。產(chǎn)品在加工制造過程中，若不注意工藝質(zhì)量，則會留下各種冷、熱加工缺陷而導致零件早期失效。例如鑄造工藝不當，在鑄件中會造成縮孔、氣孔；鍛造工藝不當，造成過熱組織，甚至發(fā)生過燒；機加工工藝不當，造成深刀痕和磨削裂紋；熱處理工藝不當，造成過熱組織不合要求、脫碳、變形和開裂等。這些都是導致零件失效的重要原因。

（4）安裝使用不當。零件安裝時對中不好、配合過緊或過松、違反操作規(guī)程、維修不及時等都可能導致零件失效。據(jù)報道，在260例壓力容器失效中，因操作不當而造成失效的高達75%。

應該說明的是，工件失效的原因肯能是單一的，也有可能是多種因素共同作用的結(jié)果，但每一失效事件均應有一個導致失效的主要原因，據(jù)此可提出防止失效的主要措施。

2.失效分析的基本步驟與方法

失效分析工作涉及到多門學科知識。其實踐性極強。要想獲得快速準確的分析結(jié)果就要求采用正確的失效分析方法。一般認為失效分析的基本步驟如下：

（1）調(diào)查取證。調(diào)查取證是失效分析最關鍵、最費力也是必不可少的程序，主要包括兩方面內(nèi)容：其一是調(diào)查并記錄失效現(xiàn)場的相關信息、收集失效殘骸或樣品。失效現(xiàn)場的一切證據(jù)應保持原狀、完整無缺和真實不偽，是正確有效分析的前提；其二是咨詢相關背景資料，如設計圖樣、加工工藝等文件、使用維修情況等。

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