零件的失效分析与选材

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1、零件的失效分析与选材一.零件失效1.定义:零件失去正常工作应有的效能.也就是零件在工作时，由于承受各种载荷，或者由子运动表面间长时间地相互摩擦等原因，零件的尺寸、形状及表面质量会随着时间延长而改变.如果零件尺寸由于摩损超过了零件设计时的尺寸公差范围，表面由于磨损或外界介质的侵蚀等造成表血质量下降，这些都是零件失效.由此可见，零件失效#零件坏了.2.正常失效:零件在达到或超过设计的预期寿命后发生的失效.3.非正常失效:在低于设计预期寿命时发生的失效.4.突发性：例如:化肥厂爆炸、Titanic二.失效原因三.失效分析1.定义:对零件失效原因进行分析研宄,2.方法①收集历史材料②失效

2、部位取样，化验成分，检验冶金质量、组织分析探伤和测③进行综合分析④最后写出失效分析报告一.零件失效的主要原因零件失效形式变形失效断裂表面损伤剥落麻点第二节零件选材原则一.使用性能原则---首要原则1.分析零件的工作条件首先应判断零件在工作屮所受载荷的性质和大小，计算载荷引起的应力分布。i载荷的性质是决定材料使用性能的主要依据之一。ii计算应力是确定材料使用性能的数量依据。•考虑零件的工作环境：环境因素会与零件的力学状态综合作用，提出更为复杂的性能要求。•最后还应充分考虑材料的某些特殊要求。受力状况：载荷的类型（如静载、动载、循环载荷或单调载荷等），载荷的作用形式（如拉伸、压缩、弯

3、曲或扭转等），载荷的大小以及分布特点（如均布载荷或集中载荷）。环境状况：温度（如低温、高温、常温或变温）及介质情况（如有无腐蚀或摩擦作用）。特殊功能：导电性、磁性、热膨胀性、比重、外观等。1.进行失效分析失效抗力取决于材料的性能，对零件主耍失效形式的分析常常可以综合出零件所要求的主要使用性能。几种常用零件的工作条件和失效形式2.零件性能耍求的指标化将零件对使用性能的要求具体转化力学性能指标（如强度、初性、塑性、硬度等）；再根据工作应力、使用寿命或安全性确定性能指标的具体数值。（1）受力状况不同，设计依据的性能指标、计算公式不同。例如：o<[0】=0S/k屈服强度纯剪纯拉载荷---

4、弯曲和扭转载荷（2）应综合考虑塑性、韧性和强度指标，并加以合理的配合。塑性、韧性过剩而降低零件寿命。二、工艺性能原则金属材料的工艺性能性能、质量要求不高的零件毛坯一->正火或退火一->切削加工一->零件如铸铁或碳钢，只要注意采用适宜的毛坯制造方法，其工艺性能均能满足要求。性能、质量要求不高的零件毛坯一-r正火或退火一->切削加工一->零件。如铸铁或碳钢，只要注意采用适宜的毛坯制造方法，其工艺性能均能满足要求性能和质量要求极高的零件（如精密丝杠）毛坯一->预先热处理（正火、退火）一->粗加工一->最终热处理（淬火+低温回火，固溶时效或渗碳）*半精加工一->稳定化处理（或氮化）—精加

5、工—稳定化处理—*零件。加工路线复杂，加工精度和质量要求高，在选材时应务必保证材料的工艺性能。三、经济性原则-…根本原则产品成本分析1.基本材料的成本材料的价格在产品的总成木中占有较大的份额（30〜70%）。选择更为廉价的材料是降低产品成本的重要手段之一；基本材料的价格的影响因素：提炼和制取的成本；矿物资源的储量、幵采成本、矿石品位等；材料的提纯、合金化（合成）成木；加工增值成本；供求关系所造成的价格波动第三节典型零件选材及工艺分析（一）齿轮类零件：1.性能要求：2.选材依据：3.选材：钢：可应用于多种工作条件，是齿轮最主要的用材。实例：解放牌载重汽车变速箱齿轮性能要求：表面高耐

6、磨性及疲劳极限；心部较高强度与初性（ob>1000MN/m2，ak>60J/cm2）。选材：渗碳钢---20CrMnTi（浮透性：油淬30---40mm;渗碳淬火后ob>1100MN/m2,ak>60J/cm2）热处理工艺：900-50°C渗碳…820-850°C油淬----180-200°C低温回火（二）轴类零件：性能要求：选材：实例：C620车床主轴性能要求：一般水平的综合机械性能；大端轴颈等部位较高的硬度及耐磨性。选材：中碳钢-45（硬度HB220—250，轴颈HRC52）热处理工艺:（820—840°C）水淬-（500—550°C）高温回火-轴颈高

7、频淬火（水冷）--（180—200°C）低温回火