文档介绍：材料失效分析与预防及案例分析一、失效零件由于某种原因,导致其尺寸、形状、或材料的组织与性能发生变化而不能完满地完成指定的功能。二、失效危害性 1、失效导致机械不能正常工作,降低生产效率,降低产品质量,误工误事。 2、失效导致机械不能工作,停工停产,造成重大经济损失。 3、失效导致机毁人亡三、失效分析失效分析: 判断零件失效性质、分析零件失效原因、研究零件失效的预防措施的技术工作。四、失效分析内容 1、判断失效性质:畸变失效、断裂失效、磨损失效、腐蚀失效。 2、分析失效原因:设计、材料、加工、装配、使用、维护。 3 、研究失效的预防措施: 修改设计、更换材料、改进加工、合理装配、正确使用、及时维护。五、失效分析技术金相分析技术,断口分析技术,力学性能测试技术,理化分析测试技术,晶体结构分析技术,无损检测技术,应力分析技术。六、失效案例汽车离合器壳体开裂失效分析 1、粗视分析离合器壳体由铝合金铸造而成。一个壳体破断为两部分,一个壳体一侧的裂纹长 220mm, 另一侧有一条 15mm 长的裂纹。裂纹的起始位置均在壳体侧面下方的交界处。壳体侧面的内表面呈 135 °和90°夹角,无明显的过渡园角。裂纹扩展方向与该处所受拉应力的方向垂直。 2、现场调研离合器安装情况:离合器左边与发动机相联,右边与变速器相联。离合器壳体受到较大弯矩作用。发动机工作时, 壳体受到强烈振动。壳体下部受到瞬时大的拉应力作用,在应力集中处容易产生裂纹造成开裂或破断。 3、立体显微镜下观察断裂面有放射状撕裂棱。断面上有许多闪光的小点,同时发现有园形、椭园形的空洞。最大的一个椭园形孔洞尺寸为 × 。这些空洞的内表面呈熔融金属凝固态,为铸造缺陷气孔。 4、显微分析观察裂纹形态及扩展方向。裂纹端部位于壳体两侧面内表面相交处,裂纹上及其附近有大大小小的气孔,裂纹垂直于壳体边缘扩展。金相显微组织由白色的 a 固溶体+ 灰色的条状及小块状的 Si晶体+ 黑色细针状Al-Si-Fe 化合物组成。黑色针状 Al-Si-Fe 化合物为有害相,导致壳体材料的韧性下降。裂纹穿过气孔,并沿针状 Al-Si-Fe 化合物界面扩展。 5、扫描电镜分析沿晶界或相界扩展的微细裂纹。平整的晶体平面。观察到晶界和晶内的裂纹。该壳体材料的断裂机制为一种包含沿晶(或相界)断裂和穿晶断裂两种形式的混合断裂。在裂纹快速扩展区断裂形貌呈山脊状撕裂棱。 6、能谱成分分析对壳体材料和组织中的条状物进行成分分析。合金的成分接近于铸造铝合金 ZL102(ZL102 成分:90~87%Al, 10~13%Si) 。含有 Fe, 生成有害相细针状的 Al-Si-Fe 化合物,