第13章材料失效

1、第十三章 材料失效分析思考題1、材料的失效形式主要有哪些？ 2、簡述常用的失效診斷技術與方法。 3、如何進行材料的失效預測？ 4、如何提高材料的使用壽命？ 1、材料的失效形式主要有哪些？、材料的失效形式主要有哪些？ 失效的形式失效的形式：斷裂失效；非斷裂失效：斷裂失效；非斷裂失效斷裂失效斷裂失效：韌性斷裂，低溫斷裂，輻射脆化：韌性斷裂，低溫斷裂，輻射脆化，氫化，應力腐蝕，液固金屬脆化，液體浸，氫化，應力腐蝕，液固金屬脆化，液體浸蝕，高溫應力斷裂蝕，高溫應力斷裂非斷裂失效非斷裂失效：變形（彈性、塑性）、腐蝕（：變形（彈性、塑性）、腐蝕（氧化、電化學），磨損（磨粒、粘著）氧化、電化學），磨損（磨粒

2、、粘著）2、簡述常用的失效診斷技術與方法。、簡述常用的失效診斷技術與方法。 1、斷口診斷技術和方法斷口診斷技術和方法斷口準備斷口準備：清理，保護，選取：清理，保護，選取 診斷設備和技術診斷設備和技術：宏觀（體視顯微鏡，：宏觀（體視顯微鏡，100倍），微觀倍），微觀（金相、（金相、SEM、TEM、EPMA、XRD、XPS等）等） 斷口形貌診斷斷口形貌診斷：宏觀診斷分析（查找斷裂源，分析斷裂：宏觀診斷分析（查找斷裂源，分析斷裂形式）形式） 斷口微觀分析：分析斷裂類型和可能原因（韌窩、滑移斷口微觀分析：分析斷裂類型和可能原因（韌窩、滑移面、解理、微裂紋等）面、解理、微裂紋等） 斷口定量分析斷口定量分

3、析：微區(qū)成分分析（：微區(qū)成分分析（EPMA，EDS）、結(jié)構參）、結(jié)構參數(shù)（數(shù)（XRD）、應力分析（）、應力分析（X射線應力儀）射線應力儀）2、裂紋診斷技術和方法、裂紋診斷技術和方法： 裂紋無損檢測裂紋無損檢測：超聲探傷，：超聲探傷，X射線，工業(yè)射線，工業(yè)CT 裂縫產(chǎn)生先后順序診斷裂縫產(chǎn)生先后順序診斷：確定主裂紋、主斷口：確定主裂紋、主斷口 裂紋形貌診斷裂紋形貌診斷：宏觀診斷（查找裂紋源）：宏觀診斷（查找裂紋源） 裂紋微觀診斷：（成分、結(jié)構等）裂紋微觀診斷：（成分、結(jié)構等） 裂紋斷口分析裂紋斷口分析：（成分、結(jié)構、應力）：（成分、結(jié)構、應力） 裂紋綜合診斷裂紋綜合診斷：裂紋源、裂紋擴展：裂紋源、

4、裂紋擴展3、痕跡診斷技術和方法痕跡診斷技術和方法： 痕跡的發(fā)現(xiàn)和顯現(xiàn)：需仔細觀察、去偽存真痕跡的發(fā)現(xiàn)和顯現(xiàn)：需仔細觀察、去偽存真 痕跡的提取、固定、清洗、記錄、保存痕跡的提取、固定、清洗、記錄、保存 痕跡的鑒定：形貌、成分、結(jié)構診斷，模擬分析，綜合痕跡的鑒定：形貌、成分、結(jié)構診斷，模擬分析，綜合評價評價3、失效產(chǎn)物的診斷技術和方法、失效產(chǎn)物的診斷技術和方法： 失效產(chǎn)物：主要指因腐蝕或磨損導致失效時，形成失效產(chǎn)物：主要指因腐蝕或磨損導致失效時，形成的腐蝕產(chǎn)物或磨屑等的腐蝕產(chǎn)物或磨屑等 形貌診斷、成分診斷、結(jié)構診斷形貌診斷、成分診斷、結(jié)構診斷4、綜合診斷技術和方法、綜合診斷技術和方法 思路和程序（

5、技術路線和診斷方案），失效模式（思路和程序（技術路線和診斷方案），失效模式（斷裂，非斷裂），失效原因，失效機理斷裂，非斷裂），失效原因，失效機理3、如何進行材料的失效預測？、如何進行材料的失效預測？ 1、以失效模式為基礎的失效預測。以失效模式為基礎的失效預測。2、以工程力學為基礎的失效預測。、以工程力學為基礎的失效預測。3、以數(shù)理統(tǒng)計為基礎的失效預測。以數(shù)理統(tǒng)計為基礎的失效預測。4、疲勞失效概率預測。疲勞失效概率預測。5、以可靠性工程為基礎的失效預測。以可靠性工程為基礎的失效預測。4、如何提高材料的使用壽命？、如何提高材料的使用壽命？ 分析材料失效原因，對癥下藥，調(diào)整材料的選擇分析材料失效原因

6、，對癥下藥，調(diào)整材料的選擇和設計，改善制備工藝，提高或者改善導致失效的性和設計，改善制備工藝，提高或者改善導致失效的性能。能。抗斷裂失效設計技術：抗斷裂失效設計技術：應力集中的影響及消除方應力集中的影響及消除方法；抗斷裂結(jié)構設計，直角設計成圓角；法；抗斷裂結(jié)構設計，直角設計成圓角； 制造工藝及質(zhì)量控制技術：制造工藝及質(zhì)量控制技術：制造工藝控制方法制造工藝控制方法，質(zhì)量控制方法，表面防護與強化工藝技術（表面強，質(zhì)量控制方法，表面防護與強化工藝技術（表面強化，表面防腐蝕）化，表面防腐蝕）抗變形失效材料的選擇與設計：抗變形失效材料的選擇與設計：成分，熱成分，熱處理工藝處理工藝抗斷裂失效材料的選擇與設

7、計抗斷裂失效材料的選擇與設計：韌斷失效：韌斷失效，脆斷失效，抗高溫斷裂失效，脆斷失效，抗高溫斷裂失效抗腐蝕失效材料的選擇與設計：抗腐蝕失效材料的選擇與設計：抗應力腐抗應力腐蝕，抗氫脆，抗腐蝕疲勞。蝕，抗氫脆，抗腐蝕疲勞。 抗磨損失效材料的選擇與設計：抗磨損失效材料的選擇與設計：影響磨損影響磨損主要因素，耐磨損材料，表面處理方法。主要因素，耐磨損材料，表面處理方法。 抗脆斷設計：抗脆斷設計：思路，設計分類，結(jié)構設計，試驗思路，設計分類，結(jié)構設計，試驗批量批量抗脆斷結(jié)構設計抗脆斷結(jié)構設計：降低最大應力，改善零件的腕：降低最大應力，改善零件的腕力狀況，彈性強化和塑性強化力狀況，彈性強化和塑性強化幾種主要防脆斷設計方法：幾種主要防脆斷設計方法：基于基于 K KICIC的設計，按的設計，按許用缺陷尺寸設計，按一定要求的防脆斷設計，按脆許用缺陷尺寸設計，按一定要求的防脆斷設計，按脆性轉(zhuǎn)變溫度設計。性轉(zhuǎn)變溫度設計?？箼C械疲勞設計：抗機械疲勞設計：減少應力集中，表面處理，局減少應力集中，表面處理，局部應力應變法，損傷容限設計，概率疲勞設計部應力應變法，損傷容限設計，概率疲勞設計抗腐蝕疲勞設計抗腐蝕疲勞設計：避免死角殘留腐蝕介質(zhì)，鉚釘：避免死角殘留腐蝕介質(zhì)，鉚釘連接處，焊接接頭，軸鍵連接，加裝擾流導板或緩沖連接處，焊接接頭，軸鍵連接，加裝擾流導板或緩沖板，涂層保護，應用