第一章机械零件的失效分析.pptVIP

疲劳缺口敏感度能反映材料对缺口的敏感程度 疲劳缺口敏感度的变化范围 ：0﹤q﹤1 q＝0时, 材料对缺口最不敏感 q＝1时， 材料对缺口最敏感 3.影响疲劳抗力的因素 ① 载荷类型不同，应力状态不同，材料的疲劳 极限不同，钢的τ-1=0.55s-1 ② 材料不同，疲劳极限、过载持久值和疲劳缺 口敏感度不同 ③ 材料的抗拉强度 越高，疲劳极限越高 ④ 材料纯度越高，疲劳极限越高 ⑤ 加工缺陷能导致疲劳极限降低 ⑥ 零件表面越粗糙，疲劳极限越低 ⑦ 工作温度越高，疲劳极限越低 热应力：材料随温度变化发生热胀冷缩时形成的  内应力 4. 提高材料疲劳抗力的途径 常用的表面强化方法： ① 表面冷作变形: 表面喷丸、表面滚压等 ② 化学热处理：表面渗碳、渗氮等 ③ 表面镀层: 表面镀铬、镀镍等 表面强化提高疲劳极限的原因： ① 能提高零件表层强度，防止疲劳裂纹形成 ② 能在零件表层产生残余压应力，防止疲劳裂纹 形成 第四节 零件的磨损失效 零件表面的凹凸不平会对运动造成阻碍 磨擦：对运动的阻碍作用 摩擦力：阻碍相对运动的作用力 滑动摩擦：一个零件在另一个零件上滑动时 产生的摩擦 如：轴颈在轴承中滑动时产生的摩擦 活塞在气缸中滑动时产生的摩擦 如：火车轮在轨道上转动时产生的摩擦 齿轮之间产生的摩擦 滚珠轴承中滚珠与轴承体产生的摩擦 滚动摩擦：一个球形或圆柱形零件在另一个零件上滚动，两零件之间只在一个点、或只在一条线上接触时产生的摩擦 磨损：指零件在磨擦过程中产生的尺寸变化和物质损耗现象 失重法：用零件重量的减少表示磨损量 尺寸法：用零件的尺寸变化表示磨损量 磨损量越小，材料的耐磨性越好 磨损是机械零件常见的失效方式，能降低机器 的效率和精度，严重时会导致机器报废 磨损造成的经济损失美国每年可达1200亿美元 耐磨性：用磨损量的倒数表示 材料的磨损特性可用磨损量或耐磨性表示 1.粘着磨损 在摩擦过程中，随着粘结点的不断形成和破坏，摩 擦副便会产生磨损 摩擦面能产生严重擦伤，严重时能造成摩擦副咬死 特点：磨损速度高，破坏较严重 常见磨损类型 ：粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损和麻点磨损 粘着磨损：在滑动摩擦条 件下，由于粘结点的不断 形成和破坏所造成的磨损 提高粘着磨损抗力的途径 : ① 合理选择配对材料 异类材料配对、硬度差大的材料配对，能降低 摩擦副的粘着磨损程度 ② 降低摩擦副间的接触压应力 防止摩擦副表面产生局部塑性变形形成粘结点 ③ 减小表面粗糙度 增加摩擦副之间的接触面积，减小接触压应力 ④ 进行表面强化 提高摩擦件的表层硬度,降低摩擦件的摩擦系数 μ＝F/N 2.磨粒磨损 摩擦副的间隙中只要混入硬质磨粒，就会造成摩 擦副的磨粒磨损 磨粒磨损：在滑动摩擦条件下，由于硬质磨粒的嵌入和切割导致软材料逐渐损耗的磨损方式 农业机械和矿山机械的齿轮易发生严重磨粒磨损 提高磨粒磨损抗力的途径 ： 材料硬度越高，零件的耐磨性越好 通过即时清除磨粒，来降低磨损 提高材料硬度 改进润滑油的过滤装置 第五节 零件的腐蚀失效 化学腐蚀：由化学反应引起的腐蚀 电化学腐蚀：由电化学反应引起的腐蚀 在腐蚀介质与机械因素联合作用下产生的腐蚀分别为： 金属的腐蚀：指在腐蚀介质作用下或在腐蚀介质与机械因素联合作用下所引起的金属表面损伤和破坏 应力腐蚀 腐蚀疲劳 腐蚀已与断裂、磨损并列，成为导致金属零件 失效的三大原因之一 美国1975年统计表明：腐蚀造成的经济损失每年约为700亿美元 一、高温氧化腐蚀 很多金属在空气中都会发生氧化，能在表面形成 氧化膜 金属发生氧化的原因： 氧化膜脆性较大，力学性能较金属差得多 氧和电子的结合力远远大于金属与电子的结合力 金属的氧化包含三个步骤： 以二价金属为例： 氧化膜覆盖在金属表面上能将金属与氧隔开 金属能否继续氧化，取决于氧化膜对离子迁移的 阻力大小和离子自身活动能力的高低 M → M 2 + + 2e O + 2e →O 2 - M 2 + + O 2 -→ MO 金属不易继续氧化，说明氧化膜的保护作用越强 在金属表面制备高熔点、致