零件失效分析3-3－失效分析思路、程序及基本技能

第3章失效分析的思路、程序和根本技能1.失效分析思路與方法

失效分析思路的重要性失效分析思路的方向性及根本原那么失效分析的主要思路〔重點(diǎn)〕

失效分析思路的重要性

失效分析與常規(guī)研究工作有所不同分析結(jié)論要正確無誤，改進(jìn)措施要切實(shí)可行失效分析任務(wù)繁重、時(shí)間緊迫后果嚴(yán)重、涉及面廣

一果多因使失效分析的中間過程縱橫交錯(cuò)、頭緒萬千，正確思路的指導(dǎo)有利于確定分析方向、明確分析范圍、推斷失效過程。

失效分析思路的重要性

失效分析的關(guān)鍵性試樣十分有限，只容許一次取樣，一次觀察和測量。在分析程序上走錯(cuò)一步，可能導(dǎo)致整個(gè)分析的失敗。

失效分析思路的重要性失效分析思路：綜合分析調(diào)查、觀察、檢測和實(shí)驗(yàn)獲得的失效信息以獲取的客觀事實(shí)為證據(jù)，全面應(yīng)用推理的方法，判斷失效模式，推斷失效原因。失效分析思路貫穿在整個(gè)失效分析過程中。理論依據(jù)：裝備構(gòu)件失效的規(guī)律失效分析思路的方向性及根本原那么

失效分析思路方向的多種選擇順藤摸瓜、順藤找根、順瓜摸藤、順根摸藤順瓜摸藤+順藤找根、順根摸藤+順藤摸瓜、順藤摸瓜+順藤找根失效分析思路的方向性及根本原那么根本原那么整體觀念原那么從現(xiàn)象到本質(zhì)的原那么動(dòng)態(tài)原那么一分為二原那么立體性原那么失效分析思路的方向性及根本原那么具體方法系統(tǒng)方法抓主要矛盾方法比較方法歷史方法邏輯方法

失效分析的主要思路

失效分析的主要思路“撒大網(wǎng)〞逐個(gè)因素排除的思路

殘骸分析法

失效樹分析法

“撒大網(wǎng)〞逐個(gè)因素排除的思路5M1EManMachineMaterialMethodManagementEnvironment不平安行為人的局限性載荷腐蝕介質(zhì)溫度材料的選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加工制造水平安裝運(yùn)輸保護(hù)冶金質(zhì)量熱加工工藝?yán)浼庸すに囎鳂I(yè)程序維修保養(yǎng)制度優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：“撒大網(wǎng)〞逐個(gè)因素排除的思路面面俱到，疑心一切，不放過任何一個(gè)可疑點(diǎn)。工作量較大。

“撒大網(wǎng)〞分析法多應(yīng)用于重要失效事故的分析和軍事部門，在一般實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)有所側(cè)重。

殘骸分析法

殘骸分析法：從物理、化學(xué)的角度對失效零件進(jìn)行分析的方法。

線索來源服役條件斷口特征失效的抗力指標(biāo)零件的服役條件零件的失效分析主要的失效抗力指標(biāo)主要的失效抗力指標(biāo)與成分、組織、狀態(tài)的關(guān)系提高失效抗力指標(biāo)途徑形成試驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)選擇最正確的材料和工藝使用考驗(yàn)力學(xué)計(jì)算應(yīng)力分析結(jié)構(gòu)改進(jìn)臺架模擬試驗(yàn)材料工藝改進(jìn)以失效抗力指標(biāo)為線索的失效分析思路示意圖初步判斷：可能原因材料化學(xué)成分錯(cuò)誤加熱溫度過高原始材料組織有缺陷建立具體的分析思路和工作程序材質(zhì)分析力學(xué)性能分析分析論證開裂原因斷口分析結(jié)論顯微組織分析舉例：汽車輪轂緊固螺栓斷裂事故分析現(xiàn)場信息調(diào)查：汽車輪轂緊固螺栓是汽車上至關(guān)重要的零件，如果該零件出現(xiàn)問題，輕那么造成交通事故，重那么造成車毀人亡，后果嚴(yán)重。某廠生產(chǎn)的汽車的左后輪緊固螺栓全部斷裂，5個(gè)螺栓中有4個(gè)螺栓斷裂前出現(xiàn)彎曲和扭轉(zhuǎn)，1個(gè)螺栓被剪切，造成了車禍，該廠緊急召回了廢車對其事故進(jìn)行分析。初步判斷：可能原因螺栓的力學(xué)性能不夠結(jié)構(gòu)和裝配問題建立具體的分析思路和工作程序材質(zhì)分析〔材料成分、顯微組織〕力學(xué)性能分析〔工況、緊固、強(qiáng)度〕分析論證開裂原因斷口分析〔形貌〕結(jié)論系統(tǒng)工程分析法失效樹分析〔FTA法〕管理失誤與風(fēng)險(xiǎn)樹分析〔MORT法〕事件樹分析〔ETA法〕…失效模式及效應(yīng)分析〔FMEA法〕

失效樹分析法

失效樹分析〔FailureTreeAnalysis〕1960’s

由美國貝爾研究所首先用于導(dǎo)彈的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，預(yù)測導(dǎo)彈發(fā)射的隨機(jī)失效概率。FTA法在國外被公認(rèn)為是對復(fù)雜平安性、可靠性分析的一種好方法。失效樹分析法：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，通過對可能造成系統(tǒng)失效的各種因素〔包括軟件、硬件、環(huán)境、人為因素等〕進(jìn)行分析，畫出邏輯框圖〔即失效樹〕，從而確定系統(tǒng)失效原因的各種可能的組合方式或發(fā)生概率，以計(jì)算系統(tǒng)失效概率，采取相應(yīng)的糾正措施，以提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法。特點(diǎn)靈活性圖形演繹的方法定性+定量FTA法的步驟失效樹的建造失效樹的定性分析

失效樹的定量分析

根本領(lǐng)件的重要度分析失效分析的關(guān)鍵砂輪傷害事故的失效樹圖

擊中人體砂輪傷害砂輪破碎飛出防護(hù)裝置不起作用安裝缺陷質(zhì)量缺陷操作不當(dāng)緊固砂輪用力過大上砂輪敲打過猛吃刀量過大砂輪不平衡有裂紋未檢查安裝不牢無防護(hù)罩啟動(dòng)過急“頂事件〞：系統(tǒng)不希望發(fā)生的失效狀態(tài)作為失效分析的目標(biāo)；“中間事件〞：導(dǎo)致這一失效發(fā)生的所有可能的直接原因；“底事件〞：導(dǎo)致每一個(gè)中間事件發(fā)生的所有可能的原因；順序漸進(jìn)，直至追蹤到對被分析對象來說是一種根本原因?yàn)橹?。根本概念：事件符號?/p>

頂上事件、中間事件符號，需要進(jìn)一步往下分析的事件；

根本領(lǐng)件符號，不能再往下分析的事件；

正常事件符號，正常情況下存在的事件；

省略事件，不能或不需要向下分析的事件；失效樹所用符號或門，表示B1或B2任一事件單獨(dú)發(fā)生〔輸入〕時(shí)，A事件都可以發(fā)生〔輸出〕；

與門，表示B1、B2兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生〔輸入〕時(shí)，A事件才能發(fā)生〔輸出〕；

邏輯門符號

失效樹所用符號條件或門，表示B1或B2任一事件單獨(dú)發(fā)生〔輸入〕時(shí)，還必須滿足條件a，A事件才發(fā)生〔輸出〕；

條件與門，表示B1、B2兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生〔輸入〕時(shí)，還必須滿足條件a，A事件才發(fā)生〔輸出〕；

限制門，表示B事件發(fā)生〔輸入〕且滿足條件a時(shí)，A事件才能發(fā)生〔輸出〕。失效樹所用符號熟悉系統(tǒng)確定頂事件修改簡化失效樹建立失效樹調(diào)查失效調(diào)查原因事件收集系統(tǒng)資料定性分析定量分析制定安全措施失效樹的建立鉆柱失效樹模型2.失效分析的程序與步驟美國的Brooks失效分析程序和ASM失效分析程序

〔二〕裸眼觀察失效件失效后的總體形貌應(yīng)記入上述文件，而且必須進(jìn)行斷口外表或其他重要的失效特征的保護(hù)，不得造成損害。2.失效分析的程序與步驟〔三〕機(jī)械設(shè)計(jì)分析〔應(yīng)力分析〕當(dāng)失效件是重要的承重構(gòu)件時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度分析〔應(yīng)力分析〕，正確評估其承載能力或其他力學(xué)性能。這有助于確定失效件是否具有足夠的尺寸和適宜的形狀，以滿足設(shè)計(jì)要求，從而可能找出失效的原因?！菜摹郴瘜W(xué)成分設(shè)計(jì)分析據(jù)此可考察材料的力學(xué)性能、工藝性能和抗腐蝕性能。2.失效分析的程序與步驟〔五〕制造過程及其各工藝環(huán)節(jié)分析錯(cuò)誤的加工工藝過程往往是導(dǎo)致失效的主要原因，如不合格的原材料、各種熱加工工藝的錯(cuò)誤和機(jī)加工、磨削的錯(cuò)誤等等?！擦澈暧^斷口形貌檢查在裸眼和低倍放大下檢查斷口外表時(shí)，往往可以發(fā)現(xiàn)明顯的形貌特征，可按照斷裂特征和載荷性質(zhì)之間的關(guān)系來推斷斷裂的模式。2.失效分析的程序與步驟〔七〕微觀斷口分析包括斷口顯微形貌〔斷口組織〕試驗(yàn)和局部化學(xué)成分試驗(yàn)，以此確定斷裂機(jī)理。通常都是采用電子顯微鏡分析?！舶恕辰鹣鄼z驗(yàn)金相試樣的制備需在失效件上切片，這可能要求有關(guān)各方在切片前取得一致。金相檢驗(yàn)材料的顯微組織，有助于確認(rèn)熱處理的質(zhì)量情況，為失效原因提供證據(jù)。2.失效分析的程序與步驟〔九〕性能檢驗(yàn)性能檢驗(yàn)是與設(shè)計(jì)所對應(yīng)的性能試驗(yàn)，這種確定性能的試驗(yàn)通常是破壞性試驗(yàn)。在不允許對失效件做破壞性取樣時(shí)，可以用硬度試驗(yàn)來推斷其力學(xué)性能，如屈服強(qiáng)度等?！彩呈Х治瞿M失效原因，制作與失效件相同的構(gòu)件，使之在設(shè)計(jì)要求的真實(shí)工況下運(yùn)行。這是非常昂貴但卻可信的試驗(yàn)，只有在特殊需要下才做。2.失效分析的程序與步驟

接受任務(wù)明確目的和要求

調(diào)查現(xiàn)場及收集背景資料

失效件的觀察、檢測和試驗(yàn)確定失效原因并提出改進(jìn)措施

調(diào)查現(xiàn)場及收集背景資料現(xiàn)場失效信息的收集、保存與記錄已經(jīng)確認(rèn)能反映失效事故的過程和起因的現(xiàn)象和物質(zhì)估計(jì)可能用得著的物質(zhì)和值得進(jìn)一步分析的現(xiàn)象滿足的條件：全面、三維地、定量地反映失效后的現(xiàn)場反映裝備或零部件失效先后順序的各種跡象反映失效機(jī)理的各種現(xiàn)象記錄的方法：攝影、錄像、筆記、畫草圖等。舉例：某食品化工廠在生產(chǎn)1號食品添加劑時(shí)發(fā)生爆炸事故。其不銹鋼旋轉(zhuǎn)容器由兩段圓筒以互為一定角度的V形焊接連接而成。旋轉(zhuǎn)軸為兩段短的水平軸，與渦輪減速器連接。怎么做？

做出失效現(xiàn)場的草圖，在其中標(biāo)出坐標(biāo)的空間尺度；

將裝備的所有殘骸、碎片的散落地點(diǎn)用坐標(biāo)注在草圖上，并收集、清點(diǎn)、編號；記錄并測量斷裂區(qū)的塑性變形、斷口角度和紋理、顏色、光澤等能反映斷裂時(shí)的受力情況、變形和斷裂開展過程的各種現(xiàn)象，繪出裂紋擴(kuò)展方向圖；收集與失效有關(guān)的物質(zhì)，如氣氛、物料粉塵、飛濺物、反響物，并注意機(jī)械劃傷、污染吸附等痕跡；

殘骸的重要關(guān)鍵性部位，供實(shí)驗(yàn)室分析用；

清理現(xiàn)場時(shí)將編號的無用殘骸有秩序地堆放在避風(fēng)雨的地方暫存、備用；調(diào)查、訪問和背景資料的收集

設(shè)計(jì)的原始依據(jù)；

選材的依據(jù)；使用材料的牌號、性能指標(biāo)、質(zhì)量保證書、供給狀態(tài)、驗(yàn)收記錄、供給廠家、出廠時(shí)間等；

運(yùn)行記錄；

操作維修記錄；

涉及合同、法律責(zé)任或經(jīng)濟(jì)責(zé)任，需查閱來往文件和信函；

失效件的觀察、檢測和試驗(yàn)觀察宏觀微觀檢測化學(xué)成分分析性能測試組織結(jié)構(gòu)分析無損檢測應(yīng)力測試及計(jì)算模擬試驗(yàn)確定失效原因并提出改進(jìn)措施總結(jié)報(bào)告失效過程的描述失效類型的分析和規(guī)模的估計(jì)現(xiàn)場記錄和單項(xiàng)試驗(yàn)記錄計(jì)算的結(jié)果失效原因處理意見對平安性維護(hù)的建議最重要知識和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)3.失效件的保護(hù)、取樣及試樣清洗、保存失效件的保護(hù)斷口保護(hù)機(jī)械損傷化學(xué)損傷斷口脆弱顯微形貌特征的消失或破壞在裂紋翻開、切割斷口時(shí)要以保持?jǐn)嗫谠矠樵敲?；在搬運(yùn)斷口時(shí)，最好在斷口外表覆蓋一層柔軟的布或棉花加以保護(hù)；用緩和枯燥的壓縮空氣輕輕吹干斷口外表，并將試樣放在枯燥器、真空儲(chǔ)存室中或用適宜的枯燥劑把試樣封裝起來；使用防腐蝕的外表涂料〔防銹漆、醋酸纖維丙酮溶液等〕；措施：失效件的清理枯燥氣流或有機(jī)纖維軟刷子；

有機(jī)溶劑及超聲清洗；

醋酸纖維素復(fù)膜處理；

水基洗滌劑清理；

陰極清理；

化學(xué)侵蝕清理；先判斷后清理，先外表后內(nèi)層，盡量采用物理方法清理而少用化學(xué)方法。可信性可能性有效性經(jīng)濟(jì)性化學(xué)成分分析組織結(jié)構(gòu)分析力學(xué)性能測試無損檢測物化性能測試化學(xué)成分分析

化學(xué)分析法

光譜分析

微區(qū)化學(xué)成分分析X射線熒光光譜分析〔XFS〕X射線光電子能譜分析〔XPS〕原子發(fā)射光譜分析〔AES〕原子吸收光譜分析〔AAS〕電子探針X射線顯微分析俄歇電子能譜分析類金剛石鍍層表面的C1s峰譜圖X射線光電子能譜分析〔XPS〕

點(diǎn)分析固定試樣感興趣的點(diǎn)，進(jìn)行定性或半定量分析。該方法用于顯微結(jié)構(gòu)的成分分析，例如，對材料晶界、夾雜、析出相、沉淀物、奇異相及非化學(xué)計(jì)量材料的組成等研究。能譜分析〔EDS〕

線分析

電子束沿一條分析線進(jìn)行掃描(或試樣掃描)時(shí)，能獲得元素含量變化的線分布曲線。如果和試樣形貌像(二次電子像或背散射電子像)對照分析,能直觀地獲得元素在不同相或區(qū)域內(nèi)的分布。Fe-Cr-Ni-B-Si-C等離子束外表冶金涂層中溶質(zhì)元素的分布

面分析將電子束在試樣外表掃描時(shí)，元素在試樣外表的分布能以亮度分布顯示出來〔定性分析〕。CrVNbNiSiTiFe-Cr-V-Ti-Ni-Nb-Si-B-C系外表冶金涂層時(shí)效組織的成分面掃描EPMA組織結(jié)構(gòu)分析光學(xué)顯微分析〔OM〕掃描電鏡分析〔SEM〕透射電鏡分析〔TEM〕X射線衍射分析〔XRD〕Ni-Cr合金的鑄造組織

OMSEM剛玉經(jīng)5%HF腐蝕后評定晶粒大小場發(fā)射掃描電鏡云母的外表原子陣列掃描探針顯微鏡〔SPM〕TEM000100011111原位析出M3Si型硅化物的顯微形貌及其選區(qū)電子衍射斑點(diǎn)

理學(xué)D/max2000自動(dòng)X射線儀XRD等離子束表面冶金原位Fe-Cr-V-Ti-Ni-Nb-Si-B-C系涂層的X射線衍射結(jié)果

力學(xué)性能測試

拉伸試驗(yàn)

沖擊試驗(yàn)

硬度試驗(yàn)

磨損試驗(yàn)

斷裂試驗(yàn)

疲勞試驗(yàn)

無損檢測(NondestructiveTesting,NDT)射線檢測超聲波檢測渦流檢測滲透檢測磁粉檢測聲發(fā)射檢測噪聲檢測激光檢測微波檢測目視檢測工業(yè)CT檢測

超聲檢測診斷(UltrasonicTesting,UT)

超聲波與被檢工件相互作用，根據(jù)超聲波的反射、透射和散射的行為，對被檢工件進(jìn)行缺陷檢測、幾何特性測量。常用方法在傳播路徑上如果遇到一個(gè)細(xì)小的缺陷，如氣孔、裂紋等，在金屬與空氣相接觸的界面上就會(huì)發(fā)生反射，且能量被明顯地衰減。

利用縱波，可以檢驗(yàn)幾何形狀簡單物體的內(nèi)部缺陷。

利用橫波可以探測管件、桿件和其他幾何外形較復(fù)雜零件的缺陷。在同樣工作頻率下，橫波探傷的分辨率要比縱波幾乎高1倍。外表波沿著零件外表傳播，可用來測量零件外表的裂紋和缺陷。主要方法共振法：檢測工件的厚度穿透法：操作簡單，靈敏度低脈沖反射法：應(yīng)用最廣直接接觸法：聲能損失小，探頭磨損大液侵法：缺陷脈沖回波法示意圖發(fā)射脈沖T發(fā)射脈沖T底面回波B底面回波B缺陷回波F探頭焊縫超聲反射法檢測原理設(shè)備：超聲探傷儀、探頭、耦合劑及比照〔標(biāo)準(zhǔn)〕試塊；用途：檢測鍛件的裂紋、分層、夾雜，焊縫中的裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透，型材的裂紋、分層、夾雜、折疊，鑄件中的縮孔、氣泡、熱裂、冷裂、疏松、夾渣等缺陷及厚度測定。優(yōu)點(diǎn)：對平面型缺陷十分敏感，一經(jīng)探傷便知結(jié)果；易于攜帶；穿透力強(qiáng)。局限性：要求被檢外表光滑，難于探測出細(xì)小裂紋；要有參考標(biāo)準(zhǔn)，為解釋信號，要求檢驗(yàn)人員有較高的素質(zhì)；不適用于形狀復(fù)雜或外表粗糙的工作。熱交換器焊縫的超聲檢驗(yàn)

水輪發(fā)電機(jī)組大軸的超聲檢驗(yàn)

應(yīng)用：X射線檢測原理示意圖缺陷射線衰減的能量與厚度有關(guān)射線檢測渦流檢測診斷(EddyCurrentTesting,ET)設(shè)備：渦流探傷儀和標(biāo)準(zhǔn)試塊。用途：檢測導(dǎo)電材料外表和近外表的裂紋、夾雜、折疊、凹坑、疏松等缺陷，并能確定缺陷位置和相對尺寸。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)、簡便，可自動(dòng)對準(zhǔn)工件探傷，不需耦合，探頭不接觸試件。局限性：僅限于導(dǎo)體材料，穿透淺，要有參考標(biāo)準(zhǔn)，難以判斷缺陷種類，不適用于非導(dǎo)電材料。液體滲透檢測診斷(Liquidpenetranttesting,PT)利用某些液體對狹窄縫隙的滲透性及其毛細(xì)現(xiàn)象來探測外表缺陷。預(yù)清洗去除外表多余的滲透液滲透枯燥顯像檢驗(yàn)磁粉檢測診斷(MagneticParticleTesting,MT)鐵磁性材料被磁化后，由于工件上存在不連續(xù)性，外表及近外表的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在外表的磁粉，在適宜的光照條件下形成可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的大小、位置、形狀和嚴(yán)重程度。缺陷處的磁粉聚集設(shè)備：磁頭，軛鐵，線圈，電源及磁粉。用途：檢測鐵磁性材料和工件外表或近外表的裂紋、折疊、夾層、夾渣等，并能確定缺陷的位置、大小和形狀。優(yōu)點(diǎn)：簡單、操作方便，速度快，靈敏度高。局限性：限于鐵磁材料，探傷前必須清潔工件，某些應(yīng)用要求探傷后給工件退磁，難以確定缺陷深度，不適用于非鐵磁性材料。

聲發(fā)射檢測診斷

(AcousticEmissionTesting,AE)

聲發(fā)射是物體受外部條件作用使其狀態(tài)發(fā)生改變而釋放出來的一種瞬時(shí)彈性波，以釋放應(yīng)變能的現(xiàn)象。具備的條件材料要受外載作用材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)或缺陷要發(fā)生變化充壓系統(tǒng)的泄漏、材料的屈服過程、機(jī)械噪聲都是連續(xù)型聲發(fā)射信號。特點(diǎn)是：波幅沒有大的起伏，發(fā)射頻度高能量小。

材料中裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展，會(huì)產(chǎn)生突發(fā)型聲發(fā)射信號。為脈沖波形，峰值很大，但衰減很快。突發(fā)型連續(xù)型設(shè)備：聲發(fā)射傳感器、放大電路、信號處理電路及聲發(fā)射信號分析系統(tǒng)。用途：檢測構(gòu)件的動(dòng)態(tài)裂紋、裂紋萌生及裂紋生長率等。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)并連續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控探測，裝置較輕便。局限性：傳感器與試件耦合應(yīng)良好，試件必須處于應(yīng)力狀態(tài)，延性材料產(chǎn)生低幅值聲發(fā)射，噪聲不得進(jìn)入探測系統(tǒng)，設(shè)備昂貴，人員素質(zhì)要求高。儲(chǔ)氫瓶的聲發(fā)射在役檢驗(yàn)

在役壓力容器的聲發(fā)射檢測與評價(jià)過程框圖容器停產(chǎn)倒空耐壓試驗(yàn)聲發(fā)射檢測活性聲發(fā)射源常規(guī)無損檢測復(fù)驗(yàn)超標(biāo)缺陷綜合評定與處理翻修后第二次耐壓試驗(yàn)氣密試驗(yàn)容器平安等級綜合評定宏觀檢驗(yàn)焊縫外表100%磁粉探傷

噪聲檢測診斷

(SoundTesting)

設(shè)備：聲級計(jì)、頻率分析儀、噪聲級分析儀。用途：檢測設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的磨損、撞擊、疲勞等缺陷，尋找噪聲源(故障源)。優(yōu)點(diǎn)：儀器輕便，檢測分析速度快，可靠性高。局限性：儀器較貴，對人員素質(zhì)要求較高。激光檢測診斷(LaserTesting)設(shè)備：激光全息攝影機(jī)。用途：檢測微小變形、夾板蜂窩結(jié)構(gòu)的膠接質(zhì)量，充氣輪胎缺陷、材料裂紋、高速物理過程中等離子體診斷和高速碰撞等。優(yōu)點(diǎn)：檢測靈敏度高、面積大、不受材料限制、結(jié)果便于保存。局限性：僅適用于近外表缺陷檢測。目視檢測診斷(VisualTesting,VT)設(shè)備：放大鏡、彩色增強(qiáng)器、直尺、千分卡尺、光學(xué)比較儀及光源等。用途：檢測外表缺陷、焊接外觀和尺寸。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)、方便、設(shè)備少，檢驗(yàn)員只需稍加培訓(xùn)。局限性：只能檢查外部(外表)損傷，要求檢驗(yàn)員視力好。工業(yè)CT檢測診斷設(shè)備：工業(yè)CT機(jī)。用途：缺陷檢測，尺寸測量，裝配結(jié)構(gòu)分析，密度分布表征。優(yōu)點(diǎn)：能給出檢測試件斷層掃描圖像和空間位置、尺寸、形狀、成像直觀；分辨率高；不受試件幾何結(jié)構(gòu)限制。局限性：設(shè)備本錢高。無損檢測方法的選擇

缺陷的類型：體積型缺陷、平面型缺陷缺陷的位置：外表缺陷、內(nèi)部缺陷

被檢工件的尺寸：厚、薄參考書目：5.失效分析的幾種根本技能

斷口分析

裂紋分析

痕跡分析

斷口分析斷口上記錄著裂紋由萌生到擴(kuò)展直至失穩(wěn)斷裂全過程的各種與斷裂有關(guān)的信息，通過分析，找出斷裂的原因及影響因素。宏觀分析微觀分析肉眼觀察放大鏡體視顯微鏡不可分割相互補(bǔ)充相互完善SEMTEM成分分析分析內(nèi)容斷裂位置附近的變形程度斷裂區(qū)域的痕跡特征斷口的宏觀形貌特征斷口的顏色及附著物斷裂源的位置、特征及裂紋的走向斷裂的位置及其結(jié)構(gòu)特征、周圍的工作環(huán)境典型斷口特征？？肉眼觀察斷口形貌特征及失效件的全貌放大鏡、體視顯微鏡進(jìn)一步觀察主要特征區(qū)，確定重點(diǎn)分析部位

重點(diǎn)注意的特征是否存在放射把戲或人字紋把戲是否存在弧形跡線斷口的粗糙度斷面與最大正應(yīng)力的夾角特征區(qū)的劃分、分布、面積大小材料缺陷在斷口上所呈現(xiàn)的特征斷面的光澤與色彩斷口上斷裂源位置確實(shí)定？

斷裂擴(kuò)展方向的分析判別？纖維區(qū)的中心、放射把戲的收斂處、人字紋的最尖頂處、斷口的平坦區(qū)內(nèi)、無明顯塑性變形的區(qū)域或無剪切唇形貌特征區(qū)、疲勞弧形的最小半徑處、腐蝕氧化最嚴(yán)重的部位、臺階高度最大處。裂紋源區(qū)指向最后斷裂區(qū)的方向；放射線發(fā)散的方向；與疲勞弧線相垂直的放射狀條紋分散方向；人字紋的人字張開的方向；斷口的平坦區(qū)指向斜斷口的方向；無塑性變形區(qū)指向變形大的區(qū)域的方向；臺階高差減小的方向；氧化、腐蝕減輕的方向。具體內(nèi)容斷口周圍的塑性變形大小或有無斷口與顯微組織的關(guān)系斷口與晶界的關(guān)系斷裂源區(qū)的情況〔材質(zhì)缺陷或幾何缺陷〕斷口的化學(xué)成分或雜質(zhì)元素的分布斷口上二次裂紋的有無、多少、分布情況形貌觀察微區(qū)成分分析斷裂擴(kuò)展的微觀方向判別

裂紋分析目的：確定裂紋的位置及裂紋產(chǎn)生的原因裂紋的根本形貌特征

裂紋的宏觀檢查

裂紋的微觀檢查

產(chǎn)生裂紋部位的分析

主裂紋的判別

裂紋的走向

裂紋周圍和裂紋末端情況重要裂紋的根本形貌特征

裂紋兩側(cè)凹凸不平，耦合自然；除某些沿晶裂紋外，多數(shù)裂紋的尾端是鋒利的；

裂紋深度大于寬度，是連續(xù)性的缺陷；

裂紋有各種形狀，直線狀、分枝狀、龜裂狀、輻射狀、環(huán)形狀、弧形狀，形狀與形成的原因密切相關(guān)

裂紋的宏觀檢查－－是否存在裂紋

肉眼觀察

無損檢測

裂紋的微觀檢查

裂紋形態(tài)特征；

裂紋處及附近的晶粒度，晶粒變形；

裂紋附近是否存在碳化物或非金屬夾雜物；

裂紋兩側(cè)是否存在氧化和脫碳現(xiàn)象；

裂紋萌生處及擴(kuò)展路徑周圍是否有過熱組織、魏氏組織、帶狀組織等組織缺陷；

產(chǎn)生裂紋部位的分析－－應(yīng)力的因素

構(gòu)件結(jié)構(gòu)形狀引起的裂紋

材料缺陷引起的裂紋

受力狀況引起的裂紋

主裂紋的判別首要任務(wù)確定主裂紋的原那么：〔1〕斷裂件中既有韌性斷裂又有脆性斷裂，一般脆性斷裂發(fā)生在前；〔2〕斷裂件中既有脆性斷裂又存在疲勞斷裂時(shí)，疲勞斷裂在前；〔3〕存在兩個(gè)疲勞斷裂件時(shí)，低應(yīng)力疲勞斷裂在前，高應(yīng)力疲勞斷裂在后；〔4〕各斷裂件均為韌性斷裂時(shí)，應(yīng)根據(jù)受力狀態(tài)、結(jié)構(gòu)特性、斷裂走向、材質(zhì)與性能綜合評定；常用判斷裂紋先后順序的方法：

塑性變形量大小確定法無明顯塑性變形的區(qū)域?yàn)槭讛鄥^(qū)；均為延性斷裂時(shí)，變形量大的部位為主裂紋；

T

型法判別主裂紋的T型法示意圖

裂紋分叉法

斷面氧化顏色法

疲勞裂紋長度法判別主裂紋的分叉法示意圖主裂紋氧化時(shí)間早，氧化顏色深；疲勞裂紋長、疲勞弧線或疲勞條帶間距小的為主裂紋；

裂紋的走向〔1〕應(yīng)力原那么--