汽车维修工程教学配套课件作者宋年秀2-2汽车零部件的磨损失效、疲劳断裂失效、腐蚀失效、变形失效.ppt

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1、汽车维修工程汽车故障的类型及其分布规律典型的寿命曲线——浴盆曲线b.汽车零件磨损规律汽车零件磨损特性曲线磨合期（oa段）正常工作期（ab段）极限磨合期（曲线b点以后）降低磨合期磨损量，减缓正常工作期的磨损，推迟极限磨损期的来临，可延长零件的使用寿命（如右上图中虚线所示）。零件磨损可分为三个阶段第二节汽车零部件的磨损失效第三节汽车零件的疲劳断裂失效定义：在交变应力作用下，经较长时间工作发生断裂。特点：（1）疲劳强度下破断应力低于抗拉强度，低于屈服强度（2）塑性或脆性零件，在交变应力下，疲劳裂纹扩展到一定程度后发生突然破坏，且此过程无明显的塑

2、性变形。（3）宏观断口有其独特的形貌，典型的有三区域：疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区。第三节汽车零件的疲劳断裂失效第三节汽车零件的疲劳断裂失效第三节汽车零件的疲劳断裂失效疲劳断裂失效第三节汽车零件的疲劳断裂失效按断裂性质塑性、脆性、塑-脆性，塑性又分为纤维状断口与剪切断口按断裂路径沿晶、穿晶、混晶按断裂机理解理、韧窝、准解理、滑移分离、疲劳、环境、蠕变、沿晶按应力状态静载、动载，静载分为拉伸、剪切和扭转断裂；动载分为冲击和疲劳断裂按断裂环境低温、室温、高温、腐蚀、氢脆疲劳断裂失效的分类列表1.疲劳断裂失效的分类第三节汽车零件的疲劳断裂

3、失效据零件的特点及破坏时总的应力循环次数疲劳失效的分类汽车零件一般多为低应力高周疲劳断裂。2.疲劳断裂失效机理金属零件疲劳断裂过程：滑移裂纹成核微裂纹扩展宏观裂纹扩展断裂第三节汽车零件的疲劳断裂失效1．疲劳裂纹的萌生金属零件表面产生的不均匀滑移金属内的非金属夹杂物和应力集中疲劳裂纹核心的策源地第三节汽车零件的疲劳断裂失效延性金属中由外载荷作用造成的滑移2．疲劳裂纹的扩展沿晶阶段穿晶阶段疲劳裂纹扩展的两个阶段Ⅰ-第一阶段扩展；Ⅱ-第二阶段扩展；Ⅲ-最终断裂第三节汽车零件的疲劳断裂失效滑移—微观裂纹产生—微观裂纹连接—宏观裂纹扩展—断裂失效断

4、裂阶段第三节汽车零件的疲劳断裂失效3.疲劳断口宏观形貌特征疲劳裂纹宏观断口示意图1-前沿线；2-裂纹策源地；3-裂纹扩展区；4-最后断裂区典型宏观疲劳断口一般分为三个区域:疲劳源区或称疲劳核心区疲劳源可不止一个,疲劳线密度越大表示起源越早疲劳破坏的起始点，多表面，也可在内部第三节汽车零件的疲劳断裂失效第三节汽车零件的疲劳断裂失效疲劳裂纹扩展区瞬时断裂区疲劳断口最重要的区域光亮平滑存在疲劳弧线此区域大，表示材料临界裂纹尺寸大,有足够的断裂韧性疲劳裂纹扩展到临界尺寸,真实应力超过材料强度,零件瞬时断裂的区域高强度材料的疲劳扩展区小，而瞬时断裂

5、区大，塑性材料则相反第三节汽车零件的疲劳断裂失效载荷的类型、应力集中和名义应力的大小对疲劳断口宏观形态的影响如下表。疲劳扩展区与瞬时断裂区所占面积的大小与材料性质及所受应力水平有关。疲劳断裂因载荷类型不同，其断口形态也不一样。第三节汽车零件的疲劳断裂失效各种类型疲劳断口宏观特征载荷类型低名义应力高名义应力小应力集中.大应力集中小应力集中.大应力集中拉伸或单向弯曲双向弯曲旋转弯曲4.提高汽车零件抗疲劳断裂的方法强化表面控制不均匀滑移细化材料晶粒热处理避免应力集中夹杂物尺寸小表面完整性止裂孔法扩孔清除法刮磨修理法疲劳裂纹不扩展（稳定）的最高应

6、力强度因子幅延缓疲劳裂纹萌生时间降低疲劳裂纹扩展的速率提高疲劳裂纹门槛值△k长度第三节汽车零件的疲劳断裂失效提高纯洁度第四节汽车零件的腐蚀失效定义:零件受周围介质作用而引起的损坏。按金属与介质的作用性质按腐蚀破坏形式1.腐蚀失效的类型及特点化学腐蚀：金属表面与介质发生化学作用引起，特点是腐蚀过程中无电流的产生。电化学腐蚀：两个不同的金属在一个导电溶液中形成电极，产生电化学反应，使充当阳极的金属被腐蚀，特点是腐蚀过程中有电流产生。均匀腐蚀：金属的腐蚀作用均匀的发生在整个金属表面上。局部腐蚀：金属的腐蚀作用仅局限在一定的区域内。第四节汽车零件

7、的腐蚀失效第四节汽车零件的腐蚀失效2.腐蚀失效机理化学腐蚀失效机理化学腐蚀失效：金属零件与介质直接发生化学作用而产生的腐蚀，特点为无电流产生。此时金属表面形成一层腐蚀产物膜。例：4Fe+3O2→2Fe2O3；3Fe+2O2→Fe3O4电化学腐蚀失效机理金属表面与介质之间的电化学作而引起的。在导电溶液里，充当阳极的金属不断被腐蚀，金属不断遭到腐蚀的同时还有电流产生。如：Fe-2e→Fe2+阳极反应2H+2e→H2↑阴极反应异类电极电池浓差腐蚀电池微电池析氢腐蚀燃气腐蚀其他腐蚀失效机理正确选用金属材料并合理设计金属结构3.防止金属腐蚀的措施添

8、加缓蚀剂去除介质中有害成分隔离有害介质以及电化学保护法镀铬、镀锡，油漆、塑料，蓝色层氧化膜、磷化膜等第四节汽车零件的腐蚀失效第五节汽车零件的变形失效定义：零件在使用过程中，由于承载或内部应力的