机械零部件失效分析与预防

零部件失效分析与预防

讲 义

主讲 机械工业理化检验人员技术培训和资格鉴定 委员会湖北省分委会 谭国良 高工

零件失效分析及预防课程内容

１．失效与失效分析

２．失效分析的工作内容和意义 ３．失效类型的鉴别 ４．引起零件失效的原因

５．失效分析的一般作法（方法及程序） ６．失效分析报告 ７．失效分析的基本技术 ８．典型零件失效分析案例

附录：参考资料

第一章 失效与失效分析

一．失效

GB3187-82中定义：“失效（故障）—产品丧失其规定的功能。对可修复产品，通常也称为故障。”

零件由于某种原因，导致其尺寸、形状、材料的组织、性能发生变化而不能园满地完成指定的功能即为失效。

失效形式各种各样，装备整体失效的情况比较少，往往是某个零件先失效导致装备整体失效。

如：汽轮机叶片断裂（完全不能工作）

轴承长期使用后磨损出现哨声或降低精度（性能劣化） 火车紧急制动失灵（失去安全工作能力） 弹簧弹性丧失（性能劣化）

压力容器运行过程中管路爆裂（停机检修） 二、失效分析

判断产品的失效模式，查找产品失效机理和原因，提出预防再失效的对策的技术活动和管理活动，叫失效分析。

失效分析的主要目的：

通过对失效件的分析，明确失效类型，找出失效原因，采取改进和预防措施，防止类似的失效在设计寿命范围内不再发生，从而使产品质量得以提高。

注意：不在于造出具有无限寿命的机械，而是确保机械产品在给定的寿命期限内不发生早期失效，或者把机械失效限制在给定的范围之内。 三、失效的危害性

装备及零件的失效是经常发生的，某些突如其来的断裂失效往往带来灾难性的破坏，给生命财产带来巨大损失。

1．零件失效：较轻的失效，导致机械产品不能正常工作，降低生产效率，降低产品质量，误工误事。

例1、刮胡子的刀片磨损失效

例2、轴承零件机加工过程中产品磨削裂纹 例3、热处理过程中淬火开裂

例4、冷冲模具磨损失效。

2、零件失效：较重的失效，导致机械或装备不能工作，停工停产造成重大经济损失。 例1：石化厂再沸器管子损坏，全厂停工修理再沸管费用不高，但一次停工需10～20天，停一天损失20多万元，间接损失更大。

例2：电厂锅炉热管失效，锅炉停运，不能发电，将导致重大损失。

3、零件失效，导致机毁人亡

例1：挑战者号航天飞机因燃料密封垫泄漏，导致机毁人亡。

例2：1979年9月中国某电化厂氯 气车间液氯钢瓶爆炸。10吨液氯外溢扩散，致59人死亡，779人中毒，直接经济损失63万元。

例3：某电厂1号机组锅炉发生特大炉膛爆炸事故，死23人，伤24人，直接经济损失778万元，停运132天，少发电近14亿度，根本原因是设计和布置不完善，局部管段管壁超温。

第二章

失效分析工作内容和意义

一、零件失效分析的工作内容 1. 判断失效的性质

弹性变形失效？塑性变形失效？韧性断裂失效？脆性断裂失效？疲劳断裂失效？腐蚀失效？磨损失效？

2. 分析零件引起失效的原因

2.1 设计不合理—形状结构？缺口？过渡区高应力？未作可靠的应力计算？只考虑静强度指标而忽视脆性断裂，低循环疲劳，应力腐蚀等机理？ 2.2 选材不当及材料缺陷

如：10g钢作锅炉无缝钢管，局部过热烧穿，改用含Cr、Mo的合金钢管子即解决问题。

如：材料缺陷，夹杂、折叠、内裂、偏析等。 2.3 制造工艺不合理

加工过程中采用不合理的工艺，留下各种缺陷—园角过小、裂纹、划痕、不直、不园、焊接缺陷等等。 2.4 装配不合理 2.5 使用维护不合理

3 ．研究零件失效的预防措施

修改设计？更换材料？改进加工？合理装配？正确使用？及时维护？ 4. 失效分析的意义 4.1 促进科学技术的进步 如：疲劳机理的研究

如：金属低温脆性转变温度的研究 4.2 提高装备及其零件的质量

4.3 分析机械设备、零部件失效原因，为事故责任认定、侦破刑事犯罪案件、裁定赔偿责任、保险业务 、修改产品标准等提供科学依据。

4.4 为企业提高产品质量、技术开发、技术改造提供信息，为企业服务。

第三章 失效类型的鉴别

常见失效形式分为四大类：变形失效、断裂失效、腐蚀失效、磨损失效，各种失效形式均 有其产生条件、特征及判断依据。 一、变形失效

金属构件（零件）在外力作用下产生形状和尺寸的变化称为变形。

特点：变形失效是逐步进行的，一般属于非灾难性的。忽视变形失效的监督和预防，也会 导致很大的损失，因为过度的变形最终会导致断裂。

常温或温度不高时变形失效主要有弹性变形失效和塑性变形失效。在高温下变形失效有蠕 变失效和热松驰失效。 1. 弹性变形

遵从“虎克定律”σ=Eε E—弹性模量 1.1 特点：可逆性

单值性（ σ=Eε ）线性关系 变形量很小，0.5%~1.0% 1.2 过量的弹性变形失效判断：

1.2.1 失效零件是否有严格的尺寸匹配要求

1.2.2 正常工作时，零件互不接触的话，如果表面上有划伤、擦伤、磨损的痕迹，而且机器停工时，零件间有间隙，便可作为判断依据。

1.2.3 弯曲变形的轴类零件，其过大的弹性变形量（过大挠度、偏角或扭角）会造成轴上啮合零件的严重偏载，甚至啮合失常，会造成轴承严重偏载甚至咬死，导致传动失效。

1.2.4 拉压变形的杆柱类零件，其弹性变形量过大会导致支撑 杆过载，或机构动作失误。

举例：卧式装备支撑垫板上用两种地脚螺栓孔，一为园孔，二为长园孔，就是考虑避免过量弹性变形引起失效。 1.3 失去弹性功能的弹性变形失效

零件弹性变形不遵从“虎克定律”时，则构件失去了弹性而失效，容易判断。如弹簧称上的 弹簧，安全阀上的弹簧等。 1.4 弹性变形失效的原因及防护措施

原因：过载、超温、材料变质，往往是设计考虑不周，计算错误或选材不当造成的。 预防：①选择合适的材料或结构

②合适的构件匹配尺寸或变形的约速条件，适当的配合尺寸。 ③采用减少变形影响的连接件，如皮革传动，软管连接等。 2 塑性变形

外加应力超过材料的屈服极限时发生的明显的塑性变形（永久变形）。 如：钢结构房梁承载过重发生塑性弯曲变形 螺栓因过载被拉长

钢制园管加压后变成腰鼓状 汽车车轮弹性挡圈塑性变形。 2.1 特点

不可塑性

变形量不恒定¡ª多晶体，晶粒取向不同，零件在各个部位的塑性变形量不相同，个别变形大的部位会出现材料的不连续（裂源）。 慢速变形

伴随材料性能的变化，导致加工硬化。 2.2 塑性变形失效

零件塑性变形量超过允许的数值称为塑性变形失效。

判断：

尺寸变形过大—与正常件比较

鼓胀、椭园度增大、翘曲、凹陷及歪扭畸变—肉眼可见 2.3 塑性变形原因及预防措施

过载：包括对外加载荷估计不足、偏载引起局部应力、复杂应力计算误差及应力集中、残 余应力等附加应力、局部区域的总应力超值等。 预防措施：

①合理选材。

②正确确定零件的工作载荷，合理选取安全系数，减少应力集中，降低应力集中水平。 ③严格按工艺规程加工，减少有害的残余应力。 ④严禁零件运行超载 3 蠕变变形及应力松驰

金属零件在高温长时间作用下，即使其应力恒小于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形，当变形量超过规定的要求时，会导致零件的塑性变形失效。 （高温指>0.3Tm），分为蠕变变形失效和应力松驰失效。 3.1 蠕变变形失效

典型蠕变曲线

特点：

①蠕变变形失效是塑性变形失效，但不一定是过载，只是载荷大时，蠕变变形失效时间短，恒速蠕变阶段蠕变速度大。

②高温下不但变形引起尺寸变化，还有金属内部组织结构的变化，如珠光体球化、石墨化、碳化物聚集、长大、再结晶以及合金元素的重新分布等。 ③用蠕变极限及持久强度来恒量材料抵抗蠕变的能力。

蠕变极限—给定温度下材料产生规定蠕变速率的应力值或者材料产生一定蠕变变形量的应力值。

持久强度—材料在高温长期载荷下，发生蠕变断裂的最大应力值。 预防措施：

①选用抗蠕变性能合适的材料（如20g及12Cr1MoV等） ②防止零件的超温使用。 3.2 应力松驰变形失效

在总变形不变的条件下，零件弹性变形不断转变为塑性应力，从而使应力不断降低的过程。

燃气机透平电机的组合转子或法兰的紧固力，高温下使用的压紧弹簧的弹力，高温紧固螺栓，在高温使用时都会出现应力松驰的问题。 预防措施：

①选用松驰稳定性好的材料。 ②使用中进行一次或多次再紧固。 二、断裂失效

定义：构件（零件）在应力作用下，材料分离为互不相连的两个或两个以上部分的现象.内裂也属断裂范畴。 1 断裂失效的分类 1.1按断裂前变形程度分类

①韧性断裂¡ª断裂前产生明显的塑性变形，一般高于材料的屈服应力条件下的断裂。 ②脆性断裂—断裂前变形量很少，没有明显的 可以觉察的宏观变形量，一般是在低于允许 应力条件下的低能断裂。

1.2 按造成断裂的应力类型及断面的宏观取向与应力的相对位置分类：

①正断—断裂面垂直于正应力或最大拉伸应变方向。

②切断—断裂面平行于最大切应力或最大切应变方向,与最大正应力约呈45°角。

正断可能是脆性，也可能是韧性的，而切断一般总是韧性的。 1.3 按断裂过程中裂纹扩展所经途径分类：

①沿晶断裂¡ª如晶界脆性 ，焊接热裂纹，蠕变断裂，应力腐蚀等，一般属脆性，也有韧性。

②穿晶断裂 ③混晶断裂

1.4 按负荷的性质及应力产生的原因分类：

①疲劳断裂—材料在交变应力下发生的断裂。 ②环境断裂—应力腐蚀及氢脆断裂。 1.5 按微观断裂机理分类：

①解理断裂—沿特定的结晶学平面扩展而导致的穿晶断裂。

②韧窝断裂—微孔聚集相互连通而形成的断裂。

③疲劳断裂—交变应力作用下以疲劳辉纹为标志的断裂。

④蠕变断裂— 一定温度下，恒载经一定时间后产生累进式形变而导致 的断裂。

⑤结合力弱化断裂—裂纹沿着由于各种原因而引起的结合力弱化所造成的脆弱区域扩展而形成的裂纹。 不同类型负荷下的断裂形式

2 断口的宏观及微观形貌 2.1 韧性断裂

2.1.1 宏观形貌（以光滑园试样的杯锥状断口说明）。 可见明显的区域性，有三个区： 凹凸不平暗灰色，且无光泽的纤维区 F 放射线纹理的有光放射区 R 平滑丝光的亮灰色剪切唇区 S 纤维区:裂纹缓慢扩展形成的。 放射区:快速扩展形成的。

剪切唇:断裂面沿最大切应力面与拉伸轴成450角形成的。 缺口园试样

厚板试样同样可以看到三区。 随板越来越薄将得到全剪切断口

从宏观形貌的三区的特征可分析断口的类型、断裂的方式及性质。

根据三区在断口上的比例可初步评价材料的性能。纤维区大，材料的塑性韧性较好;放射区大，则材料的脆性增大，当然还要考虑材料的尺寸、形状效应。 2.1.2 韧性断口的微观形貌 ①韧窝—微孔聚集分离。

等轴韧窝、剪切韧窝、撕裂韧窝。

②蛇形花样—较大塑性变形后沿滑移面剪切分离形成的条纹形貌。

2.2 脆性断裂

断裂前无塑性变形或无明显的塑性变形的断裂。 2.2.1 特征

①断裂时工作应力较低，往往低于材料的屈服点，甚至不超过常规的许用应力，所以称低应力脆，高强度钢可发生，低强度钢也能发生。

②中、低强度钢的脆断一般在比较低的温度发生，也称低温脆性断裂。 ③是以金属内部存在的裂纹作为裂纹源而开始，裂纹一旦产生扩展速度极快，常产生灾难性的后果。

④脆性断裂一般沿低指数晶面穿晶解理。如：{100}，{110}，{112}面等。也有沿晶断裂，特别是晶界上有脆性相或有晶间腐蚀时。 2.2.2 宏观形貌

①有小刻面，闪闪发光的小刻面，断口平滑光亮结晶状。 ②人字条纹或山形条纹

可根据人字纹判断裂纹扩展方向并找出裂纹源。 2.2.3 微观形貌

①河流花样（解理）

②舌状花样

③准解理花样（回火马氏体钢）

准解理 沿晶开裂

源于解理面心部的河流花样+撕裂棱和微坑结构

④沿晶脆性

晶界有沿晶析出物、晶界偏析、回火脆性、氢脆、应力腐蚀、晶粒粗大、焊接热影响区等。

2.2.4 预防脆断的途径

设计：材料的断裂韧性水平？构件的最低工作温度及应力状态？承受的载荷类型及环境腐蚀介质？

加工时应尽量保证结构几何尺寸的连续性，减少焊接缺陷，消除焊接残余应力。 材料：完善的热处理工艺，尽量选用纯度高的材料。

2.3 疲劳断裂

在交变应力作用下，虽然应力水平低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服极限，但经过一定的循环周期后，零件产生裂纹而突然断裂，这种断裂称疲劳断裂。

是脆性断裂的一种形式。

分为：

①拉伸疲劳、拉压疲劳、弯曲疲劳，扭转疲劳及混合疲劳等。

②高周疲劳，低周疲劳。

③腐蚀疲劳，高温疲劳，微振疲劳，接触疲劳等。纯压缩负荷不会出现疲劳断裂。 疲劳断裂的过程：

①裂纹的萌生

光滑试样是由于表面滑移带的“挤入”、“挤出”形成，一般沿450角扩展。工程材料往往形成于最大拉应力处的各种缺陷，如第二相夹杂物，各种表面缺陷（脱C、折叠、夹渣、气孔、疏松、缩孔、腐蚀坑等）

②疲劳裂纹的扩展

与抗应力垂直，交变应力作用下裂纹扩展，显微特征存在疲劳辉纹。

③瞬时断裂。

2.3.1 宏观形貌

一般有三个区，裂纹源区，疲劳裂纹扩展区，与最终断裂区。

很多断口存在贝壳状花样（海滩花样）

2.3.2 微观形貌

疲劳辉纹，每条辉纹对应一次循环。

负荷类型、应力集中程度和负荷大小对疲劳断口形态的影响

2.3.3 影响疲劳断裂的因素及改善途径

①零件表面状态，疲劳裂纹多数起源于表面或亚表面。有淬火裂纹，尖锐缺口（粗糙度、加工刀痕），表面强度削弱（氧化、脱碳）等严重影响疲劳寿命。

②缺口效应与应力集中

③残余应力

残余拉应力有害，残余压应力有益。

表面热处理，喷丸，表面滚压，有益。

研磨，校直，焊接等有害

④材料的成分和组织

冶金质量好的材料，疲劳强度高。

⑤温度影响

温度高，疲劳强度低。

⑥环境影响

腐蚀会加速疲劳源萌生而促进腐蚀疲劳

2.4腐蚀失效

腐蚀是金属暴露于活性介质环境中而发生的一种表面损耗。

它是金属与环境介质之间发生的化学与电化学作用的结果（化学腐蚀、电化学腐蚀）。

2.4.1 均匀腐蚀

在整个金属表面均匀地发生腐蚀，被腐蚀的金属表面具有均匀的化学成分和显微组织，腐蚀介质均匀包围金属表面。

2.4.2 点腐蚀

腐蚀集中于局部，呈尖锐小孔，向深度方向扩展成孔穴甚至穿孔（孔蚀）。 金属表面受破坏处和未受破坏处形成“局部电池”，阳极处被腐蚀成小孔。

如：不锈钢、铝和铝合金在含氯离子介质中发生的点蚀。

2.4.3 缝隙腐蚀

金属与金属或非金属之间形成很小的缝隙，缝隙内介质处于静滞状态，从而引起缝内金属加速腐蚀的局部腐蚀形式。

如：法兰连接面、螺母压紧面，缝内氧耗尽形成氧浓差电池，促使氯离子等活性进入缝隙，PH值降低，引起缝隙腐蚀。

2.4.4 晶间腐蚀

晶界首先被腐蚀，而晶粒本身不腐蚀或很少腐蚀。

如：不锈钢的晶间腐蚀

晶界缺陷多，易吸附S、P、Si等元素。

奥氏体不锈钢晶界腐蚀贫铬论。

2.4.5 应力腐蚀

2.4.6 腐蚀疲劳

2.5 磨损失效

相互接触并作相对运动的物体由于机械、物理和化学作用，造成物体表面材料的位移及分离，使表面形状、尺寸、组织和性能发生变化的过程称为磨损 。

特点：磨损是零件失效的重要形式之一。

磨损是一个逐渐发展的过程。

磨损类型：

1、磨料磨损

指硬的磨（颗）粒或硬的凸出物在与磨擦表面相互接触运动过程中，使材料表面损耗的一种现象或过程。

石英砂、矿石、金属颗粒等磨粒及颗粒。

如：矿石粉碎机、磨煤机、高锰钢铸件

齿轮间掉入的金属屑，油中的杂质等。

2、粘着磨损

相对运动物体的真实接触面积上发生固相粘着，使材料从一个表面转移到另一表面的现象。

如：机床导轨表面刮伤。

主轴与轴瓦之间的磨损。

汽车缸体与缸套—活塞环之间的磨损。

特征：表面有细划痕，磨擦件之间有金属转移，表面金相组织及化学成分均有明显变化，磨损产物多为小片或颗粒。

3、冲蚀磨损

指流体或固体以松散的小颗粒按一定的角度和速度对材料表面进行冲击所造成的磨损。

颗粒小于1000μm，速度

喷砂式冲蚀。

泥浆冲蚀

气蚀

水滴冲蚀

4 微动磨损

两个配合表面之间由一微小振幅的相对振动所引

起的表面损伤，包括材料损失、表面形貌变化，表面或次表面塑性变形或开裂等现象。

例1：轴承和轴承座、轴的紧配合面及滚珠和座圈之间，由于汽车在运输过程中产生微动，形成压痕，比汽车自身行驶同样的距离要严重得多

例2：压配合的轴与轮毂

例3：铆接部位，产生微动磨损，引发裂纹

例4：钢丝绳

5 腐蚀磨损

腐蚀磨损是金属表面产生磨擦时，同时与工作

（周围）介质发生化学或电化学反应，产生表面金属的损失或迁移现象。

6 疲劳磨损

两个接触体相对滚动或滑动时，在接触区形成的循环应力超过材料的疲劳强度的情况下，在表层将引发裂纹并扩展，最后使裂纹上的材料断裂剥落下来的过程。

在滚动轴承、齿轮、车轮、轧辊等表面上经常出现。

特征：零件表面出现深浅不同，大小不一的斑状凹坑或较大面积的表面剥落，称为点蚀及剥落。

第四章

引起零件失效的原因

一、设计上的缺点

1 机械缺口，造成应力集中

例：轴变截面处的园角半径。

2 零件的升级使用

一般的零件应用于复杂应力的关键部位。

3 设计判据不充分

只考虑静强度，没考虑疲劳、腐蚀等机理。

根据零件工作条件，可能发生的失效形式，提出

技术指标，确定合适的结构、尺寸、材料。

二、材料选择上的缺点

例：脆性断裂—应选择冲击韧性高，缺口韧性好的材料。

韧性断裂—拉伸强度、剪切强度、屈服强度高的材料。

弹性变形—屈服强度高的材料

蠕变失效—工作温度下的蠕变率及持久强度

腐 蚀—耐腐蚀好的材料。

三、材质原因

包括化学成分超差，晶粒粗大，夹杂物多，存在裂纹、气孔等。

四、制造（工艺）原因

工艺过程中产生的缺陷是零件失效的重要原因。

1、铸件：铸造过程中产生的气孔、疏松、夹渣、缩孔等。

2、锻件：折叠、接缝、收缩、锻造流线花样等。

3、焊接件：未焊透、偏析、冷热裂纹等。

4、机加工件：尺寸公差、表面粗糙度不合适、

园角不到位等。

5、热处理：淬裂、硬度不足，脱碳、增碳、回火脆性等各种缺陷。

6、加工：磨削裂纹、残余应力、线切割电火花加工缺陷等。

五、安装调试原因

安装过程达不到质量要求，导致零件失效。

1、啮合件间隙不合适（过紧、过松）

2、连接零件防松不可靠 。

3、焊接、铆接时探伤不细致。

4、润滑与密封装置不良。

5、缺失零件不仔细检查

六、运转、维修原因

1、不正确的运转工况，严重超载、超速、超温运行。

2、润滑方式不对

3、未按规定保养维修。

七、人为因素

1、工作马虎，不负责任，违反操作规程。

2、缺乏安全知识，使用和操作知识不够。

3、不负责任，以次充好。

4、人为破坏。

第五章

失效分析的一般作法（方法与程序）

研究失效及其分析，应找出失效的起因，据此制订出防止类似失效的改进方案。研究一 宗复杂的事故，往往需要若干工程部门和物理、冶金、化学方面各专家的协助。

分析的各阶段：

一般来说，构成失效分析和研究的重要阶段如下：（对具体失效，顺序可能不同，步骤可能省略，原则 是先简单后复杂，先宏观后微观）

1、背景资料的收集和分析样品的选择

2、失效件的初步检查（肉眼检查和记录）

3、无损检测

4、机械性能试验（包括硬度、韧性试验）

5、所有试样的选择、鉴定、保存及清洗

6、宏观检验和分析（断裂表面、二次裂纹及其它表面现象）

7、微观检验和分析

8、金相剖面的选择和装备

9、金相剖面的检验和分析

10、失效机理的判定

11、化学分析（包括腐蚀产物，沉积物等）

12、断裂机理的分析

13、模拟试验（特殊试验、有必要时）

14、分析全部事实，提出结论，书写报告（包括建议在内）

一、背景资料的收集和选择

1、工作历史、工作状况、是否有反常状况

2、照片记录

3、选择（失效件、正常件、相关件等）

4、残骸分析（确定什么件是首先失效件， 残骸位置均需记录）

5、零件的资料，包括设计资料、零件图、装配图、工艺资料、使用维修资料等

二、失效零件的初步检查

1、肉眼检查或低倍放大镜检查尽可能找出首断 件和裂纹源，初步判断失效性质。

2、拍照断口，留下证据。

三、无损检测

磁粉、X射线、超声检测，包括应力分析等。

四、机械性能检验

1、硬度

2、强度等

取样要慎重，结果判定要慎重（不能因为性能或硬度稍低就说是失效的主要原因，还需了解更多的指标）。

硬度试验是最简单、方便的、非破坏性的试验，可以用来：

1、评价热处理

2、提供钢的拉伸近似值

3、检查加工硬化、过热、脱碳、渗碳、或渗氮引起的软化或硬化。

五、断口的选择、保存和清理

1、不要试图将两个断口面拼合，毫无用处，损坏断口。

2、避免用水清洗断口，用丙酮或酒精，干燥器保存。

3、必要时，才清理断口表面，为电镜观察作准备。

方法：用吹风吹、软毛刷刷。

无机溶剂处理。

用稀酸或稀碱溶液处理（依金属而定）。

超声波清理。

塑料复型处理。

4、切片。

5、二次裂纹的剖露。

六、宏观检验

初步判定是塑性、弹性、脆性、疲劳、腐蚀的失效，并找出裂纹扩展方向与裂纹源

七、微观表面分析

用扫描电镜，解释断裂 机理。

1、解理

2、韧窝

3、沿晶

4、疲劳

5、腐蚀

八、金相试片的选择和准备及分析

基本原则：失效件要在有代表的地方取样，要与未失效件作比较，金相试片必须要有代表，特别要注意裂纹源 处表面的取样与观察。

九、断裂类型的确定

韧性？脆性？疲劳？沿晶？韧窝？解理？腐蚀？应力腐蚀？氢脆？蠕变？混合失效？

十、化学分析

判定材料是否合格，表面沉积物是什么？

十一、特殊试验（模拟试验）

必要时要做模拟试验，验证分析结论的可靠性。

十二、分析事实、提出结论、书写报告

提取分析工作中有用的信息来分析，下结论。

有时经常不能断定破坏的起因或根源，在这种情况下，必须确定最有可能的原因，但是要把根据事实得到的研究结果与根据推测得到的结论区分开。

下面的检验项目以一系列问题的形式提出，便于分析由检查和试验得来的证据并提出结论。这些问题还有助于强调那些容易被忽略的研究细节。

1、断裂的先后次序确定了吗？

2、如果失效涉及开裂或断裂，起点确定了吗？

3、裂纹起源于表面还是表面以下？

4、开裂是否与应力集中有关？

5、出现的裂纹有多长？

6、载荷有多大？

7、加载类型：循环、间断或静态的？

8、应力相对于零件的取向如何？

9、断裂机理是什么？

10、断裂时大概工作温度是多少？

11、是温度造成的断裂吗？

12、是磨损造成的断裂吗？

13、是腐蚀造成的断裂吗？

14、使用了合适的材料吗？需要更好的材料吗？

15、横截面对该工艺是否足够大？

16、材料质量符合标准吗？

17、材料的机械性能符合标准吗？

18、坏零件是否经适当的热处理？

19、坏零件是否制造正确？

20、零件的组装或安装正确吗？

21、零件在使用过程中经过修理吗？如果是，修理是否正确？

22、零件是否经过适当跑合？

23、润滑正确吗？

24、破坏与使用不当有关吗？

25、能修改设计以防止类似事故吗？

26、目前正在使用的同样零件也可能出事故吗？又如何防止呢？

第六章

失效分析报告

失效分析报告应写得简单、明了，而且要富有逻辑性。

建议把报告分成下列几个主要部分：

1、对坏零件的说明

2、破坏时的工作条件

3、以前的工作历史

4、零件的制造和加工历史

5、失效的力学和冶金研究

6、质量的冶金评价

7、失效机理的总结

8、改正措施或建议

一、简单失效分析报告

1、失效件概况

2、简明分析过程

3、结论

二、详细失效分析报告

1、事故概况

2、宏观分析

3、详细分析过程（成分、组织、断口、相分析、力学等）

4、失效原因分析

5、结论

6、预防措施或建议

第七章

失效分析的基本技术

一、金相分析

制样、磨、抛、浸蚀、观察、分析。

二、断口分析

较多应用扫描电镜，

三、力学性能测试

拉力试验机、冲击试验机、硬度计、疲劳试验机。

四、化学分析及理化性能

成分、密度、导热性、热膨胀性，耐腐蚀性等。

五、结构分析

X射线衍射仪。

六、无损检测

超声、磁粉、射线、涡流等。

七、应力分析

X射线应力分析仪测定残余应力的大小。

附录：参考资料

1、金属手册：第八版第十卷，失效分析与预防，机械工业出版社

2、失效分析：机械工人技术理论培训教材 机械工业出版社

3、金属构件失效分析：化学工业出版社

4、工程材料的失效分析：机械工业出版社

5、失效分析：国防工业出版社

6、承压设备失效分析与处理：化学工业出版社

7、钢结构事故分析与处理：中国建材工业出版社

8、锅炉热管失效分析及预防：中国电力出版社

9、机械产品失效分析丛书：机械工业出版社

（包括11本书，基础1~基础6，零件1~零4，工艺1）

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