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第一节 基本概念 一、失效的概念和危害 失效：机件在载荷作用下丧失最初规定的功能。 三种状态： 完全不能工作 不能按确定的规范完成规定功能 不能可靠和安全地继续使用 危害：必将导致机械设备的故障 第一节 基本概念 二、失效的形式 按失效件的外部形态特征分类： 磨损失效 断裂失效 变形失效 腐蚀和气蚀 失效分析：分析研究机件磨损、断裂、变形、腐蚀等现象的机理或过程的特征及规律，从中找出产生失效的主要原因，以便采用适当的控制方法。——失效学 第二节 机械零件的磨损 据估计，世界上的能源消耗中约有1／3～1／2是由于摩擦和磨损造成的。 一般机械设备中约有80％的零件因磨损而失效报废。 摩擦是不可避免的自然现象，磨损是摩擦的必然结果，二者均发生于材料表面。摩擦和磨损涉及的科学技术领域甚广，特别是磨损，它是一种微观和动态的过程，在这一过程中，零件不仅发生外形和尺寸的变化，而且会发生其它各种物理、化学和机械现象。 2. 粘着磨损的影响因素 3. 减少粘着磨损的措施 磨料磨损的影响因素 4 .提高抗疲劳磨损的途径 (1)减少材料中的脆性夹杂物 (2)适当的硬度 (3)提高表面加工质量 (4)表面处理 (5)润滑 2. 影响微动磨损的主要因素 四、冲蚀磨损 冲蚀磨损是指材料受到固定粒子、液滴或液体中气泡冲击时，表面出现的损伤现象。 冲蚀磨损可以分为以下三种情况： (一)硬粒子冲蚀 冲蚀机件的粒子小而松散，粒子平均直径小于1mm，冲击速度在500mm以内。粒子硬度高于被冲蚀材料的表面硬度，这是硬粒子冲蚀的主要特点。 (二)液滴冲蚀 (三)气蚀 当零件与液体接触，并有振动或搅动时，液流中的气泡对零件表面造成的损伤称为气蚀。 气蚀的主要特征是：零件表面出现麻点、针孔，严重时表面呈蜂窝状、小孔直径达1mm以上，深度可达20mm。 2、疲劳断裂 零件在交变载荷或循环载荷作用下经过较长时间的工作而发生断裂的现象就叫作疲劳断裂。 机械疲劳依载荷性质，可以分为拉压疲劳、振动疲劳、弯曲疲劳、扭转疲劳与复合应力疲劳。 按断裂的应力交变次数又可分为高周疲劳（104~107)和低周疲劳（104以下)。 2、疲劳断裂 尽管疲劳载荷有各种类型，但它们都有一些共同的特点。 ???第一， 断裂时并无明显的宏观塑性变形，断裂前没有明显的预兆，而是突然地破坏。 ???第二， 引起疲劳断裂的应力很低，常常低于静载时的屈服强度。 ???第三， 疲劳破坏能清楚地显示出裂纹的发生、扩展和最后断裂三个组成部份。 2、疲劳断裂 疲劳断裂的机理 一般认为，疲劳断裂过程共经历三个阶段：疲劳裂纹的萌生，即形成阶段；疲劳裂纹的扩展阶段和最终断裂或瞬断阶段。 2、疲劳断裂 疲劳断裂的主要特征 典型的疲劳断口按照断裂过程有三个形貌不同的区域：疲劳核心区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区。 4、断裂失效分析的步骤 1．现场记载与拍照 2．分析主导失效件 3．找出主导失效件上的主导裂纹 （1）排除法 （2）T形法 （3）分叉法 4、断裂失效分析的步骤 4．寻找失效源区 5．断口处理 6．确定失效原因 （1）设计方面 （2）工艺方面 （3）安装使用方面 谢谢大家 第二章 机械零件失效的模式及其机理 第二节 机械零件的磨损 第三节 金属零件的断裂 第四节 金属零件的腐蚀损伤 第五节 机械零件的变形 第一节 基本概念 第三节 金属零件的断裂 断裂是零件在机械、热、磁、腐蚀等单独作用或者联合 作用下，其本身连续性遭到破坏，发生局部开裂或分裂成几部分 的现象。 按断口宏观变形量分类：延性断裂、脆性断裂。 按断裂环境分类 应力腐蚀断裂 氢脆断裂 高温蠕变断裂 腐蚀疲劳断裂及冷脆断裂等 按断裂原因分类：过载断裂、疲劳断裂、脆性断裂 外加载荷超过金属构件危险截面所能承受的极限应力时所发生的断裂。 1、过载断裂 过载断裂的主要特征： 常温时，晶界强度大于晶内强度，所以过载断裂通常是穿晶断裂。 过载断裂的断口通常分为三个区域。当断口处无应力集中时，三个区域的分布如下图所示，分别称为纤维区F、放射区R和剪切唇区S。 3、脆性断裂 脆性断裂：构件未经明显的变形而发生的断裂。 脆性断裂的主要特征 1)金属材料发生脆性断裂时， —船工作应力并不高，通常不超过材料助屈服强度．所以脆性断裂为低应力脆断。 2)脆性断裂