第一章 材料失效分析概论-2012.pdf

《材料失效分析》 主讲教师： 杨振国 单单 位位 ： 材料科学系材料科学系 办办 公公 室室 ：： 先进材料楼先进材料楼 407407室室 联系方式联系方式 ： zgygyang@g@fudan.edu.cn （O） （（M）） 复旦大学材料科学系 2012.9 课程类型课程类型 ： 本科生选修课本科生选修课 （（3636小时小时）） 考试方式： 平时表现平时表现 ++ 读书报告读书报告 ++ PPTPPT (20(20％％)) (30(30％％)) （（50%50%）） 2 第一章 材料失效分析概论 11.11 失效的基本概念失效的基本概念 11.22 失效分析的基本内容失效分析的基本内容 11.33 失效分析的发展历程失效分析的发展历程 11.44 失效分析工作者的应有素质失效分析工作者的应有素质 1.1 失效的基本概念 1.1.1 失效（failure）的定义 “失效”一词内涵丰富，其定义随主体而定，如生 老病死老病死、干部腐败等干部腐败等。但这里是指由材料制成的构件但这里是指由材料制成的构件 的失效，故定义为 “物体丧失应有的功能”。 ● 美国《金属手册》的定义 当机械产品的零部件当机械产品的零部件 （（partpart andand componentcomponent）） 出现以下三种状态之一时，即可定义为失效： (1)(1) 当它完全不能工作时当它完全不能工作时；； （2）仍可以工作，但不能满意地实现预期的功能时； （（33））受到严重损伤而不能继续安全可靠地使用时受到严重损伤而不能继续安全可靠地使用时。 1.1 失效的基本概念 ● 国家标准 GB3187-82的定义 失效失效 （（故障故障））是产品丧失规定的功能是产品丧失规定的功能。对可修对可修 “ 复产品，通常也称为故障（fault）。” ● 失效分析（failure analysis） 就构件而言，失效是指其在使用过程中因断裂、 腐蚀等原因而失去或部分失去原设计应有的功能。 失效分析的任务是要确定构件的失效分析的任务是要确定构件的失效模式失效模式 （failure mode）、判定构件的失效机理（failure mechanismmechanism））、、查明构件的查明构件的失效起因失效起因(( failurefailure cause)及提出预防构件失效的 解决对策 ((countermeasure))所涉及的所涉及的一切技术切技术、管理活动管理活动。 1.1 失效的基本概念 1.1.2 失效的相互关系 ●● 失效模式失效模式 （（failurefailure modemode）） 失效模式是指构件失效后的外观表现形式，即失 效的属性效的属性。。这是可以观察到的构件失效的宏观形态这是可以观察到的构件失效的宏观形态 ，， 相当于医学上的“病症”(symptom)。 例如例如 ，，脆断脆断 （（brittlebrittle fracturefracture）、）、开裂开裂 （cracking）、疲劳（fatigue）等。 失效模式一般可以分为四种类型： （1）断裂 （fracture）； （2）腐蚀 （corrosion）； （（3））磨损磨损 （（wear）；）； （4）变形 （deformation）。 1.1 失效的基本概念 ● 失效机理（failure mechanism） 失效机理是引起构件失效的物理失效机理是引起构件失效的物理、、化学等内在化学等内在 的过程，即失效的微观机制，相当于医学上的“病 理”(phathology