第1章 失效和失效分析1
1.1 失效分析的目的及意义 1
1.1.1 失效分析的目的 1
1.1.2 失效分析的意义 2
1.2 构件失效的主要形式及其分析 2
1.2.1 变形失效 2
1.2.2 断裂失效 3
1.2.3 腐蚀失效 6
1.2.4 磨损失效 9
1.2.5 失效模式表 11
1.3 引起失效的主要原因 12
1.3.1 设计不合理 12
1.3.2 材料缺陷 12
1.3.3 加工制造过程中产生的缺陷 12
1.3.4 操作与维护维修不当引起的失效 13
1.4 失效分析思路及方法 13
1.5 失效分析程序和步骤 13
1.5.1 一般分析程序 13
1.5.2 断裂失效分析的基本步骤 19
1.6 裂纹分析 20
1.6.1 裂纹及断口检查 20
1.6.2 力学性能测试 22
1.6.3 裂纹件的成分分析 23
1.6.4 常见裂纹汇总 23
1.6.5 断裂源的几种识别法 26
第2章 设计不当引起的失效28
2.1 常见的设计不合理因素 28
2.1.1 几何形状 28
2.1.2 对零件制造应力认识不足,设计结构不合理 31
2.1.3 设计硬度要求不合理 33
2.1.4 选材和状态要求不合理 37
2.2 设计不当引起的失效案例 44
2.2.1 计量泵失效分析 44
2.2.2 齿轮端面开裂失效分析 46
2.2.3 液压泵斜盘失效分析 49
2.2.4 齿轮泵齿轮与轴咬合失效分析 52
2.2.5 齿轮泵主动齿轮轴折断分析 54
2.2.6 配油盘压印模冲头失效分析 58
2.2.7 传动轴断裂失效分析 61
2.2.8 F3主减速箱大齿轮失效分析 65
2.2.9 提升机构制动器轴断裂分析 70
第3章 材料缺陷与失效73
3.1 常见的材料缺陷 73
3.1.1 疏松 73
3.1.2 锭形偏析 74
3.1.3 点状偏析 75
3.1.4 皮下气泡 75
3.1.5 残余缩孔 75
3.1.6 翻皮 77
3.1.7 轴心晶间裂缝 79
3.1.8 非金属夹杂物 80
3.1.9 白点 89
3.1.10 异金属夹杂 91
3.1.11 成分不均匀和轴心碳偏析 91
3.1.12 表面腐蚀 95
3.2 材料缺陷引起的失效案例 96
3.2.1 双头螺柱断裂分析 96
3.2.2 托轮轴断裂失效分析 99
3.2.3 接骨板断裂失效分析 103
3.2.4 六角锁紧螺栓断裂分析 107
3.2.5 连接螺栓失效分析 111
3.2.6 A14传动轴淬火开裂分析 115
3.2.7 GIS气管连接螺母失效分析 119
3.2.8 大齿轮组装开裂原因分析 122
3.2.9 球磨机变速箱输出轴断裂分析 126
3.2.10 离合器膜片弹簧断裂分析 130
3.2.11 解吸塔再沸器上管板失效分析 133
3.2.12 二米辗压机锥辊轴断裂分析 138
3.2.13 摩托车齿轮失效分析 143
3.2.14 前轮毂压铸模失效分析 145
3.2.15 材质对压铸模具失效和使用寿命的影响 148
3.2.16 M20螺栓断裂失效分析 158
3.2.17 高速齿轮销轴开裂失效分析 161
3.2.18 京唐大齿轮断裂失效分析 165
第4章 铸造缺陷与失效171
4.1 常见的铸造缺陷及其影响 171
4.1.1 缩孔和缩松(疏松) 171
4.1.2 白口和反白口 174
4.1.3 球墨铸铁球化不良与衰退 175
4.1.4 夹渣(夹杂) 176
4.1.5 石墨漂浮(开花状石墨) 180
4.1.6 偏析碳化物与磷共晶的影响 182
4.1.7 铁素体形态和数量 183
4.1.8 铸造裂纹 186
4.1.9 灰铸铁件中常见的不良石墨形态 186
4.2 铸造缺陷引起的失效案例 188
4.2.1 航空液压泵斜盘断裂分析 188
4.2.2 柴油机汽缸套的咬合损伤失效分析 190
4.2.3 隔离开关拐臂断裂失效分析 193
4.2.4 柴油机曲轴断裂失效分析 196
4.2.5 转子与柱塞卡死问题的分析 199
第5章 锻造缺陷与失效分析204
5.1 锻造缺陷的常见形式 204
5.1.1 过热和过烧 204
5.1.2 锻造裂纹 208
5.1.3 锻造折叠 214
5.1.4 模锻件分模面裂纹 217
5.1.5 热脆和铜脆 218
5.1.6 低合金钢高温内氧化 219
5.1.7 锻后退火不充分 219
5.1.8 锻造白点 220
5.1.9 锻造流线缺陷 221
5.2 锻造缺陷案例 221
5.2.1 大型输出轴齿轮开裂分析 221
5.2.2 航空液压泵斜盘断裂失效分析 225
5.2.3 内齿轮淬火断裂分析 230
第6章 焊接缺陷与失效233
6.1 常见的焊接缺陷 233
6.1.1 焊接裂纹 234
6.1.2 焊缝中夹渣、气孔和缩孔 246
6.1.3 未焊透和未熔合 249
6.1.4 咬边 251
6.1.5 焊接预热不当形成的缺陷 251
6.1.6 钎焊缺陷 255
6.1.7 接触焊常见缺陷 257
6.1.8 摩擦焊的缺陷与失效 261
6.2 奥氏体钢焊接件的晶间腐蚀破坏 263
6.2.1 晶间腐蚀 263
6.2.2 刀状腐蚀 264
6.2.3 应力腐蚀 264
6.3 焊接缺陷引起的失效案例 265
6.3.1 汽车转向器断裂失效分析 265
6.3.2 水环真空泵叶片断裂分析 267
6.3.3 开关铝筒失效分析 272
6.3.4 闸阀焊接件断裂分析 275
6.3.5 摆臂支撑板断裂分析 278
6.3.6 供热管道开裂失效分析 281
6.3.7 污水泵叶片断裂分析 284
6.3.8 汽车驱动桥壳带套管断裂分析 288
6.3.9 苏思龙电机焊接支架断裂分析 291
第7章 热处理缺陷与失效295
7.1 常见的热处理缺陷 295
7.1.1 淬火裂纹 295
7.1.2 回火裂纹 313
7.1.3 机械加工的影响 314
7.1.4 钢的表层脱碳 314
7.1.5 校正裂纹 315
7.1.6 感应淬火缺陷 316
7.1.7 渗碳、碳氮共渗缺陷 319
7.1.8 渗氮缺陷 331
7.1.9 氮碳共渗(软氮化)缺陷 337
7.1.10 淬火裂纹与非淬火裂纹的鉴别 339
7.2 热处理缺陷引起的失效实例 340
7.2.1 摩托车100124-1骨架开裂分析 340
7.2.2 柱塞帽组装收口开裂 341
7.2.3 绞盘车传动轴齿部断裂分析 342
7.2.4 电机主轴断裂失效分析 347
7.2.5 太阳轮失效分析 350
7.2.6 风力发电机高速轴失效分析 353
7.2.7 真空泵驱动接头断裂分析 357
7.2.8 机油泵主动齿轮断齿原因分析 360
7.2.9 内齿圈齿面氮化层剥落分析 364
7.2.10 汽车半轴台架试验开裂失效分析 367
7.2.11 后桥半轴断裂失效分析 371
7.2.12 传动齿轮断裂失效分析 374
第8章 冷加工成形缺陷与失效379
8.1 常见的磨削缺陷 379
8.1.1 磨削烧伤及其特征 379
8.1.2 磨削裂纹 381
8.1.3 磨削应力的形成 384
8.1.4 影响磨削烧伤和磨削裂纹的因素 384
8.2 表面强化缺陷与失效 394
8.3 切削加工缺陷与失效 396
8.4 电火花线切割加工缺陷与失效 401
8.4.1 变质层组织特征与微裂纹 401
8.4.2 线切割变形与开裂 402
8.5 冷镦缺陷与失效 403
8.5.1 冷镦硬化 404
8.5.2 冷镦折叠 404
8.5.3 冷镦螺栓头部断裂 405
8.5.4 十字槽和内六角螺钉掉头 405
8.6 滚丝不当产生的缺陷与失效 407
8.7 冲、挤和拉伸成形缺陷 411
8.8 其它加工缺陷与失效 413
8.8.1 剪切缺陷 413
8.8.2 加工毛刺与失效 416
8.8.3 电解加工的缺陷 417
8.8.4 机械损伤与变形 419
8.8.5 电镀氢脆断裂 424
8.9 冷加工不当引起的失效 426
8.9.1 FD齿轮失效分析 426
8.9.2 齿轮轴齿面裂纹分析 429
8.9.3 镀锌水管断裂分析 432
8.9.4 ZD51-4和ZD41-4电机轴断裂分析 436
8.9.5 输入齿轮轴断裂失效分析 439
8.9.6 收缩盘外环断裂分析 443
8.9.7 低温过热器管裂纹分析 448
8.9.8 绞盘车YTJ12提升机构失效分析 453
8.9.9 75kW齿轮变速箱中间轴断裂分析 458
8.9.10 汽车发动机曲轴断裂失效分析 461
8.9.11 双头螺栓断裂分析 465
8.9.12 低速级齿轮断裂分析 468
8.9.13 电力设备中的中温再热器冷却管爆管分析 471
8.9.14 拔叉锻模断裂失效分析 474
8.9.15 滚丝轮崩齿问题分析 477
8.9.16 显像管包箍断裂失效分析 480
8.9.17 同轴泵齿轮轴断裂分析 485
8.9.18 汽车变速箱三挡主动齿轮断齿分析 488
8.9.19 前桥横置板簧断裂分析 492
第9章 安装、使用和维护不当引起的失效496
9.1 安装不当 496
9.1.1 安装紧度控制不妥 496
9.1.2 安装清洁度的影响 499
9.1.3 安装零件的混错 501
9.1.4 安装中心距偏差与受力不均 502
9.1.5 安装零件表面损伤 505
9.2 使用不当 508
9.2.1 过载断裂 508
9.2.2 操作不当 510
9.3 使用、维修和保养 513
9.4 环境介质影响 516
9.4.1 温度的影响 516
9.4.2 气氛与介质 518
9.4.3 管道的爆裂与应力腐蚀 522
9.5 管理不当 534
9.6 安装、使用和维护不当引起的失效案例 536
9.6.1 一段预热管渗漏事故分析 536
9.6.2 变速箱齿轮失效分析 539
9.6.3 汽车发动机曲轴断裂分析 543
9.6.4 主动锥齿轮崩齿失效分析 545
9.6.5 齿轮轴齿磨损分析 548
9.6.6 汽轮机第十二级动叶片开裂分析 551
9.6.7 涡轮盘裂纹分析 554
9.6.8 凝结水泵筒体连接螺栓断裂失效分析 558
9.6.9 变速箱齿轮轴断裂分析 562
9.6.10 齿轮箱输出轴开裂失效分析 564
9.6.11 变速箱齿轮失效分析 568
9.6.12 输入锥齿轮轴断齿失效分析 571
9.6.13 汽车后桥壳带半轴套管开裂失效分析 575
9.6.14 冷油器铜管开裂失效分析 579
参考文献584
鄂公网安备 42010302001612号 