機械設(shè)備中各種零件或構(gòu)件都具有一定的功能，如傳遞運動、力或能量，實現(xiàn)規(guī)定的動作，保持一定的幾何形狀等等。當(dāng)機件在載荷（包括機械載荷、熱載荷、腐蝕及綜合載荷等）作用下喪失最初規(guī)定的功能時，即稱為失效。
一個機件處于下列三種狀態(tài)之一就認為是失效，這三個條件可以作為機件失效與否的判斷原則：
1.完全不能工作。
2.不能按確定的規(guī)范完成規(guī)定功能。
3.不能可靠和安全地繼續(xù)使用。
機械零件失效的基本形式
一般機械零件的失效形式是按失效件的外部形態(tài)特征來分類的，大體包括：磨損失效、斷裂失效、腐蝕失效和畸變失效。在生產(chǎn)實踐中，最主要的失效形式是零件工作表面的磨損失效，而最危險的失效形式是瞬間出現(xiàn)裂紋和破斷，統(tǒng)稱為斷裂失效。
1.零件的磨損失效
摩擦與磨損是自然界的一種普遍現(xiàn)象。當(dāng)零件之間或零件與其他物質(zhì)之間相互接觸，并產(chǎn)生相對運動時，就稱為摩擦。零件的摩擦表面上出現(xiàn)材料耗損的現(xiàn)象稱為零件的磨損。材料磨損包括兩個方面：一是材料組織結(jié)構(gòu)的損壞，二是尺寸、形狀及表面質(zhì)量（粗糙度）的變化。如果零件的磨損超過了某一限度，就會喪失其規(guī)定的功能，引起設(shè)備性能下降或不能工作，這種情形即稱為磨損失效。根據(jù)摩擦學(xué)理論，零件磨損按其性質(zhì)可以分為磨料磨損、粘著磨損、微動磨損、沖蝕磨損和腐蝕磨損。
①磨料磨損：零件表面與磨料相互摩擦，而引起表層材料損失的現(xiàn)象稱為磨料磨損或磨粒磨損。磨料也包括對零件表面上硬的微凸體。在磨損失效中，磨料磨損失效是最常見、危害最為嚴重的一種。
②粘著磨損：粘著磨損是指兩個作相對滑動的表面，在局部發(fā)生相互焊合，使一個表面的材料轉(zhuǎn)移到另一個表面所引起的磨損。
③疲勞磨損：當(dāng)摩擦副兩接觸表面做相對滾動或滑動時，周期性的載荷使接觸區(qū)受到很大的交變接觸應(yīng)力，使金屬表層產(chǎn)生疲勞裂紋并不斷擴展、引起表層材料脫落，造成點蝕和剝落，這一現(xiàn)象稱為表面疲勞磨損。
④微動磨損：微動磨損是兩固定接觸面上出現(xiàn)相對小幅振動而造成的表面損傷，主要發(fā)生在宏觀相對靜止的零件結(jié)合面上。其主要危害是使配合精度下降，緊配合的機體變松，更嚴重的是引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致零件疲勞斷裂。
⑤沖蝕磨損：沖蝕磨損是指材料受到固定粒子、液滴或液體氣泡沖擊時表面出現(xiàn)的損失現(xiàn)象。
2.零件的斷裂失效
機械零件在某些因素作用下分裂成兩塊或兩塊以上的現(xiàn)象稱為斷裂失效，零件斷裂以后形成的新的表面稱為斷口。
①過載斷裂：當(dāng)零件斷裂外加載荷超過其危險截面所能承受的極限應(yīng)力時，零件將發(fā)生斷裂，這種斷裂稱為過載斷裂。零件強度設(shè)計不合理，結(jié)構(gòu)上應(yīng)力過度集中，操作失誤，機械設(shè)備超負荷運行，使某些零件承受過大載荷，都可能導(dǎo)致過載斷裂。
②疲勞斷裂：金屬零件經(jīng)過一定次數(shù)的循環(huán)載荷或交變應(yīng)力作用后引發(fā)的斷裂現(xiàn)象稱為疲勞斷裂，也稱為機械疲勞。
③脆性斷裂：金屬零件因制造工藝不太正確，或因使用過程中遭有害介質(zhì)的侵蝕，或因環(huán)境溫度不適，都可能是材料變脆，從而是金屬零件發(fā)生突然斷裂。這種性質(zhì)的斷裂一般稱為脆性斷裂，也有稱為環(huán)境斷裂的。
3.零件的腐蝕失效
金屬零件在某些特定的環(huán)境中會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)與電化學(xué)反應(yīng)，造成表面材料損耗，表面質(zhì)量被破壞，內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)損傷，最終導(dǎo)致零件失效。這一失效稱為零件的腐蝕失效。
金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕：
①化學(xué)腐蝕：金屬零件表面材料與周圍的干燥氣體或非電解質(zhì)液體中的有害成分直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成腐蝕層，這種腐蝕稱為化學(xué)腐蝕。
②電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕是一種復(fù)雜的物理與化學(xué)腐蝕過程。金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕需要幾個基本條件，有電解質(zhì)溶液存在、腐蝕區(qū)有電位差、腐蝕區(qū)電荷可以自由流動。
4.零件的畸變失效
機械零件在機械載荷或熱載荷作用下發(fā)生影響零件功能的變形稱為畸變。發(fā)生畸變的零件表現(xiàn)為體積增大（或縮?。澢?、翹曲等。當(dāng)發(fā)生畸變的零件喪失了規(guī)定的功能時，就稱為畸變失效。
①彈性畸變失效：彈性畸變失效是在彈性范圍內(nèi)的失效，一般與零件的強度無關(guān)，是剛度問題。軸類零件彈性畸變失效時，會使軸上零件工作失常及支承過載。對箱體類零件而言，就會造成系統(tǒng)的振動。如果失效件的固有頻率與載荷頻率成整數(shù)倍數(shù)關(guān)系時，就會引起共振，是設(shè)備根本無法工作。
②塑性畸變失效：當(dāng)零件在宏觀上出現(xiàn)了明顯的塑性畸變，并超過了允許值時，即為塑性畸變失效。
金屬在發(fā)生彈性變形的過程中總是伴隨著微小的塑性變形，并會積累下來。
金屬的另一種塑性畸變是在恒定應(yīng)力的長期作用下連續(xù)不斷地發(fā)生的，這種塑性畸變亦稱為蠕變。蠕變又分為三種：
A.在結(jié)晶溫度以下發(fā)生的蠕變——對數(shù)蠕變。
B.在再結(jié)晶溫度區(qū)內(nèi)發(fā)生的蠕變——回復(fù)蠕變。
C.在接近熔點溫度時發(fā)生的蠕變——擴散蠕變。
③翹曲畸變失效：形狀比較復(fù)雜的零件出現(xiàn)大小和方向都不均勻的變形、出現(xiàn)翹曲狀外形，使形位精度喪失，這種情況稱為翹曲畸變失效。
機械零件與構(gòu)件的失效最終必將導(dǎo)致機械設(shè)備的故障。關(guān)鍵機件的失效會造成設(shè)備事故，人身傷亡事故，甚至大范圍內(nèi)災(zāi)難性后果。在生產(chǎn)線上一個小小的零件失效，可以是整個生產(chǎn)線癱瘓。因此有效的預(yù)防、控制、監(jiān)測零件的失效是一項意義重大的工作。
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