高強度螺栓斷裂失效分析
作者：百檢網 時間：2021-12-06 來源：互聯網
失效分析概述 在具體講述螺紋緊固件失效分析案例以前，先對失效分析的定義、意義、目的；失效的來源；失效分析的思路與方法；斷口分析和名詞術語等做一簡單敘述。 1. 失效定義 一個零件或部件不能履行設計賦予它規定的功能，稱該零件或部件失效。它包括以下三個內容：a.完全不能工作；b.可以工作，但不能令人滿意地完成預期的功能；c.受到嚴重損傷不能可靠而安全的連續使用，必須拆下來進行修理或更換。 應注意把失效與廢品區別開來，前者是在使用過程中出現的，后者是在生產制造過程中產生的。 另外，失效又分為正常失效和非正常失效，達到設計壽命的為正常失效，反之為非正常失效，后者才是通常失效分析工作的主要對象。 2. 失效分析的意義、目的 機械產品設計者的主要任務，是為社會提供質量好、壽命長、成本低的產品。一種新產品的誕生，開始并不是**的，多少會存在各種大小不同的問題，這在設計、制造中可能難以發現，往往只有在使用中才能充分暴露。為此，設計、制造者必須針對產品使用中出現的失效進行仔細分析，找出問題的癥結，重新改進設計、制造。再投入使用，發現問題，再改進，這個循環過程也許要反復進行多次。因此，失效分析是機械差品的質量由不完善走向完善的必經之路，是機械產品可靠性設計重要的一環。*近一些年來，委托我們進行失效分析的任務越來越多，這是好事，這并不反應產品質量越來越差，而恰恰反應了生產者、客戶對產品高質量的追求。 3. 失效的來源 造成失效的來源主要有以下方面： ——設計 ——選材 ——材料缺陷 ——制造工藝（冷加工、熱加工、表面處理等等） ——貯存、運輸（碰撞、銹蝕…） ——裝配（如螺栓擰緊力矩…） ——服役條件（環境溫度、受力狀態、腐蝕環境、相關件的影響等） 因此，失效來源不能單歸咎于生產制造者，還包括流通環節和使用者的一些問題。 4. 失效分析的思路、方法 失效分析也有繁、簡之分。一些零部件的失效在現場很快能確定失效原因，這是簡單的。但是對一些大型零部件（如飛機、電站轉子…），一些復雜且影響因素很多的零部件的失效分析，則必須組織多專業的科技人員，動用一些專用的檢測儀器設備。 進行失效分析時，要做的工作包括（根據分析工作的難易來取舍）： （1） 收集背景資料：失效件的設計圖紙、要求；失效件的制造歷史；失效件的服役情況、環境、受力情況…。 （2） 失效件的現場狀態：運行記錄、詢問現場人員、拍照。 （3） 化學成分分析：鑒別材料的選擇是否正確。 （4） 無損探傷：磁粉、超聲波、著色、渦流、X射線、γ射線、工業CT…。 （5） 斷口分析：保存好失效件的斷口，不要受到損傷，不要將兩個斷口去吻對，斷口上的附著物不要忙于清除。斷口的清洗要小心謹慎。 （6） 金相檢驗：包括低倍與高倍。 （7） 斷口電鏡分析：掃描電鏡，透射電鏡，俄歇譜儀，能譜分析等。 （8） 相結構分析：X射線衍射。 （9） 受力分析：光彈，應變片，涂漆，X射線應力測定。 （10） 力學性能測試：硬度，σb,σs,δ,ψ,Ak，Klc，da/dN…。 （11） 斷裂模擬試驗：對一些吃不準的破壞形式，根據受力條件、環境進行模擬重現。 （12） 分析、結論。 5. 斷口分析 斷裂是機器零件失效*嚴重的表現形式之一。對斷裂的研究已發展成一門獨立的邊緣學科，涉及到斷裂力學，斷裂物理，斷裂化學和斷口學等多個分支。其中斷口存儲記錄了大量失效特征及失效原因的信息，因此，斷口分析是失效分析*基本，也是*重要的方法之一。盡管如此，在斷口上記錄的信息畢竟有限，加之對斷口的基本研究仍在深入，以及在復雜工況條件下斷口形貌的變異，增加了斷口分析的難度和結論的可靠性。因此絕不能把斷口分析和失效分析等同起來，把斷口分析所得出的結論充當零件失效原因的結論。 （1） 斷口保存 斷口不要磕碰，不要把兩個匹配斷口用力去吻對，以免斷口形貌失真。斷口上的一些殘留物、污跡往往是失效的證據，不要輕易去除。比如斷口上的油污、銹跡等往往是裂紋產生在熱處理前或后的判據。待分析的斷口要用干凈的紙、布包好，防潮，以免銹蝕。 （2） 存在多個斷口時，對每個斷口的位置要標明，編號，照相留存。 （3） 斷口清洗 當對斷口要進行清洗時，可用酒精、丙酮等清洗；不干膠帶反復粘貼；電鏡薄膜粘貼；超聲波清洗。 當斷口污染、銹跡嚴重時，可用化學方法清洗；呈弱酸性的溶液，堿液清洗（如醋酸，磷酸，稀氫氧化鈉溶液，10%～20%的草酸等）。 清洗完后，用酒精淋洗，吹干后便于觀察或置于干燥箱中保存。 （4） 二次斷口的打開 有時斷口受到嚴重損壞，斷裂細節觀察不到，此時可將次生裂紋處打開進行觀察，往往可以更加真實地反映斷裂的細節。此時，應將斷裂處反響折斷，以防斷口受到擠擦損傷，有時可將試樣深冷處理（如液氮），使材料脆化，便于折斷。 （5） 配對斷口的提供。 有時單個斷口不能反映斷裂的力學特征，對配對斷口進行觀察比比對便可得出結論，如張開型斷裂，扭轉剪切型斷裂，從韌窩的相對變形方向便可判斷受力性質公司：上海寶冶工程技術有限公司地址：上海市寶山區四元路168號（200941）電話：400-101-7153 客服：400-118-7988 聯系人：敬思婕郵箱：jsj789@etc-sbc.com手機：152 0173 3840失效分析：http://www.szlhsb.com/jx/http://www.byjiance.com/shixiao/