近年來,隨著金屬材料越來越廣泛的運用于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域,材料失效問題也日顯突出。材料失效主要是指機械構(gòu)件由于尺寸、形狀或材料的組織與性能發(fā)生變化而引起的機械構(gòu)件不能完滿地完成預(yù)定的功能。
金屬材料失效常見類型:
設(shè)計不當(dāng)引起的失效(結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、設(shè)計硬度不足、選材不當(dāng)、材料狀態(tài)要求不合理);
材料缺陷引發(fā)的失效(疏松、偏析、皮下氣泡、縮孔、非金屬夾雜、白點、異金屬夾雜、表面腐蝕等);
鑄造缺陷引發(fā)的失效(縮孔與疏松、白口與反白口、球墨鑄鐵球化不良、夾渣、偏析碳化物、鑄造裂紋、石墨漂浮等);
鍛造缺陷引發(fā)的失效(過熱與過燒、鍛造裂紋、熱脆與銅脆、鍛造折疊、高溫氧化、退火不充分、鍛造白點、鍛造流線缺陷等);
焊接缺陷引發(fā)的失效(焊接裂紋、未焊透與未熔合、焊接預(yù)熱不當(dāng)、夾渣與氣孔、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕);
熱處理缺陷引發(fā)的失效(淬火裂紋、表面脫碳、滲碳/氮缺陷、回火裂紋等);
冷加工成型缺陷引發(fā)的失效(磨削缺陷、切削缺陷、冷鐓缺陷、沖/擠/拉伸成形缺陷等)。
金屬材料失效分析的意義:
1.失效分析可以減少和預(yù)防同類失效現(xiàn)象的發(fā)生,從而減少經(jīng)濟損失和提高產(chǎn)品質(zhì)量。
2.為企業(yè)技術(shù)開發(fā)、技術(shù)改造提供信息,增加企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)含量,從而獲得更大的經(jīng)濟效益。
3.分析機械零件失效原因,為事故責(zé)任認(rèn)定、偵破刑事犯罪案件、裁定賠償責(zé)任、保險業(yè)務(wù)、修改產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等提供科學(xué)依據(jù)。
金屬材料失效分析常用手段:
斷口分析、金相組織分析、成分分析、物相分析、殘余應(yīng)力分析、機械性能分析(硬度、拉伸性能、沖擊性能、彎曲性能、硬度等)和現(xiàn)場工藝及使用環(huán)境的考察驗證等。