零件失效分析3-3－失效分析思路、程序及基本技能

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1、第3章失效分析的思路、程序和基本技能失效分析思路与方法失效分析的程序与步骤失效件的保护、取样及试样清洗、保存常规测试技术失效分析的几种基本技能1.失效分析思路与方法失效分析思路的重要性失效分析思路的方向性及基本原则失效分析的主要思路（重点）失效分析思路的重要性失效分析与常规研究工作有所不同分析结论要正确无误，改进措施要切实可行失效分析任务繁重、时间紧迫后果严重、涉及面广一果多因使失效分析的中间过程纵横交错、头绪万千，正确思路的指导有利于确定分析方向、明确分析范围、推断失效过程。

2、失效分析思路的重要性失效分析的关键性试样十分有限，只容许一次取样，一次观察和测量。在分析程序上走错一步，可能导致整个分析的失败。失效分析思路的重要性失效分析思路：综合分析调查、观察、检测和实验获得的失效信息以获取的客观事实为证据，全面应用推理的方法，判断失效模式，推断失效原因。失效分析思路贯穿在整个失效分析过程中。理论依据：装备构件失效的规律失效分析思路的方向性及基本原则失效分析思路方向的多种选择顺藤摸瓜、顺藤找根、顺瓜摸藤、顺根摸藤顺瓜摸藤+顺藤找根、顺根摸藤+顺藤摸瓜、顺藤摸瓜+顺藤找根

3、失效分析思路的方向性及基本原则基本原则整体观念原则从现象到本质的原则动态原则一分为二原则立体性原则失效分析思路的方向性及基本原则具体方法系统方法抓主要矛盾方法比较方法历史方法逻辑方法失效分析的主要思路失效分析的主要思路“撒大网”逐个因素排除的思路残骸分析法失效树分析法“撒大网”逐个因素排除的思路5M1EManMachineMaterialMethodManagementEnvironment不安全行为人的局限性载荷腐蚀介质温度材料的选择结构设计加工制造水平安装运输保护冶金质量热加工工艺冷

4、加工工艺作业程序维修保养制度优点：缺点：“撒大网”逐个因素排除的思路面面俱到，怀疑一切，不放过任何一个可疑点。工作量较大。“撒大网”分析法多应用于重要失效事故的分析和军事部门，在一般实际应用中应有所侧重。残骸分析法残骸分析法：从物理、化学的角度对失效零件进行分析的方法。线索来源服役条件断口特征失效的抗力指标零件的服役条件零件的失效分析主要的失效抗力指标主要的失效抗力指标与成分、组织、状态的关系提高失效抗力指标途径形成试验方案实验室试验选择最佳的材料和工艺使用考验力学计算应力分析结构改进台架模拟试验

5、材料工艺改进以失效抗力指标为线索的失效分析思路示意图举例：热锻模具淬火断裂的失效分析现场调查：某厂用3Cr2W8V钢制热锻模具，锻造材料为25钢的齿状零件。模具加工时，发现其硬度较高，为了便于加工，将模具进行过一次降低硬度退火，但温度和时间已无纪录。加工后的模具在淬火过程中听到模具开裂声音，随即停止冷却，并放在630℃回火炉中回火，回火时裂纹继续扩展使模具成为多个碎块。由于发现模具开裂，中止继续回火。初步判断：可能原因材料化学成分错误加热温度过高原始材料组织有缺陷建立具体的分析思路和工作程序材质分析力

6、学性能分析分析论证开裂原因断口分析结论显微组织分析举例：汽车轮毂紧固螺栓断裂事故分析现场信息调查：汽车轮毂紧固螺栓是汽车上至关重要的零件，如果该零件出现问题，轻则造成交通事故，重则造成车毁人亡，后果严重。某厂生产的汽车的左后轮紧固螺栓全部断裂，5个螺栓中有4个螺栓断裂前出现弯曲和扭转，1个螺栓被剪切，造成了车祸，该厂紧急召回了废车对其事故进行分析。初步判断：可能原因螺栓的力学性能不够结构和装配问题建立具体的分析思路和工作程序材质分析（材料成分、显微组织）力学性能分析（工况、紧固、强度）分析论证开裂原因

7、断口分析（形貌）结论系统工程分析法失效树分析（FTA法）管理失误与风险树分析（MORT法）事件树分析（ETA法）…失效模式及效应分析（FMEA法）失效树分析法失效树分析（FailureTreeAnalysis）1960’s由美国贝尔研究所首先用于导弹的控制系统设计上，预测导弹发射的随机失效概率。1974年美国原子能管理委员会主要采用失效树分析商用原子反应堆安全性的Wash-1400报告。FTA法在国外被公认为是对复杂安全性、可靠性分析的一种好方法。失效树分析法：在系统设计过程中，通过对可能造成系统失

8、效的各种因素（包括软件、硬件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（即失效树），从而确定系统失效原因的各种可能的组合方式或发生概率，以计算系统失效概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。特点灵活性图形演绎的方法定性+定量FTA法的步骤失效树的建造失效树的定性分析失效树的定量分析基本事件的重要度分析失效分析的关键砂轮伤害事故的失效树图击中人体砂轮伤害砂轮破碎飞出防护装置不起作用安装缺陷质量缺陷操作不当紧固砂轮用力过大上砂轮敲打过猛