11材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析

1、第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效材料質(zhì)量檢驗與零件失效 分析分析 11.1 11.1 材質(zhì)檢驗在機械制造中的作用材質(zhì)檢驗在機械制造中的作用 11.2 11.2 材料及工藝質(zhì)量標準體系材料及工藝質(zhì)量標準體系 11.3 11.3 材料質(zhì)量檢驗規(guī)程材料質(zhì)量檢驗規(guī)程 11.4 11.4 材質(zhì)檢驗技術(shù)材質(zhì)檢驗技術(shù) 11.5 11.5 零件失效分析零件失效分析 本章小結(jié)本章小結(jié) 11.1 材質(zhì)檢驗在機械制造中的作用材質(zhì)檢驗在機械制造中的作用 11.1.1 材質(zhì)檢驗是機械制造的必要工序材質(zhì)檢驗是機械制造的必要工序 材質(zhì)檢驗工序分三大類：原材料檢驗、成形工序與改性工序材質(zhì)檢驗工序分三大類：原材料檢驗、

2、成形工序與改性工序 后的工序間檢驗、外協(xié)作件檢驗后的工序間檢驗、外協(xié)作件檢驗 11.1.2 質(zhì)量檢驗是質(zhì)量控制的最終判據(jù)質(zhì)量檢驗是質(zhì)量控制的最終判據(jù) 出廠的產(chǎn)品質(zhì)量是通過出廠的產(chǎn)品質(zhì)量是通過“設(shè)計、制造、檢驗出來的。設(shè)計、制造、檢驗出來的。 11.1.3 產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)與生產(chǎn)公害及技術(shù)安全、效益想統(tǒng)一產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)與生產(chǎn)公害及技術(shù)安全、效益想統(tǒng)一 11.1.4 質(zhì)量檢驗是零件失效分析的主要依據(jù)質(zhì)量檢驗是零件失效分析的主要依據(jù) 零件失效：零件失效：零件完全破壞，不能繼續(xù)工作；零件完全破壞，不能繼續(xù)工作；嚴重損傷，嚴重損傷， 繼續(xù)工作不安全；繼續(xù)工作不安全；能安全工作，但不能達到預期的目的。能安全工作，但

3、不能達到預期的目的。 主要依據(jù)是材質(zhì)檢驗，包括原材料的質(zhì)量檢驗和各種成形工主要依據(jù)是材質(zhì)檢驗，包括原材料的質(zhì)量檢驗和各種成形工 藝造成的材質(zhì)缺陷的檢驗藝造成的材質(zhì)缺陷的檢驗 第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析 材質(zhì)檢驗與失效分析工序安排材質(zhì)檢驗與失效分析工序安排 設(shè)計與設(shè)計與 選材選材 投入原投入原 材料材料 原材料檢驗原材料檢驗 鑄鍛焊鑄鍛焊 制毛坯制毛坯 工序間材質(zhì)檢驗工序間材質(zhì)檢驗 熱處理熱處理 及表面及表面 改性改性 工序間材質(zhì)檢驗工序間材質(zhì)檢驗 機械機械 加工加工 工序間檢驗工序間檢驗 裝配裝配 使用使用 零件零件 失效失效 實效件材質(zhì)檢驗實效件材

4、質(zhì)檢驗 實效實效 分析分析 改進改進 設(shè)計設(shè)計 第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析 11.2 材料及工藝質(zhì)量標準體系材料及工藝質(zhì)量標準體系 11.2.1 11.2.1 技術(shù)標準技術(shù)標準( (中國中國GBGB、YBYB，日本，日本JISJIS，美國，美國ASTMASTM， 英國英國BSBS） 11.2.2 11.2.2 材料及工藝質(zhì)量標準體系分類材料及工藝質(zhì)量標準體系分類 鋼鐵材料及工藝質(zhì)量標準體系的分類鋼鐵材料及工藝質(zhì)量標準體系的分類: : 1 1）綜合基礎(chǔ)標準）綜合基礎(chǔ)標準( (名詞、術(shù)語、符號、計量單位等）名詞、術(shù)語、符號、計量單位等） 2 2）鋼鐵產(chǎn)品

5、類標準）鋼鐵產(chǎn)品類標準 鋼鐵產(chǎn)品標準是生產(chǎn)廠商生產(chǎn)出的每種鋼鐵產(chǎn)品所應(yīng)滿足鋼鐵產(chǎn)品標準是生產(chǎn)廠商生產(chǎn)出的每種鋼鐵產(chǎn)品所應(yīng)滿足 的標準，也是用戶訂貨驗收時要遵循的判斷產(chǎn)品是否合格的判的標準，也是用戶訂貨驗收時要遵循的判斷產(chǎn)品是否合格的判 據(jù)。（彈簧鋼據(jù)。（彈簧鋼GB1222GB1222、碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼GB700GB700、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼GB3077GB3077、 合金工具鋼合金工具鋼GB1299GB1299） 3 3）工藝質(zhì)量類標準）工藝質(zhì)量類標準 4 4）試驗方法類標準）試驗方法類標準 第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析 彈簧鋼每批鋼材的試驗

6、條件彈簧鋼每批鋼材的試驗條件 序號序號試驗項目試驗項目取樣數(shù)量取樣數(shù)量取樣部位取樣部位試驗方法試驗方法合格標準合格標準 1化學成分化學成分1按按GB222規(guī)定規(guī)定按按GB231GB1222 2斷口斷口2不同根鋼材不同根鋼材按按 GB/T1814 GB1222 3硬度硬度3不同根鋼材不同根鋼材按按GB231GB1222 4拉伸試驗拉伸試驗2不同根鋼材不同根鋼材GB228GB1222 5晶粒度晶粒度1任一根鋼材任一根鋼材YB27GB1222 第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析 11.3 11.3 材料質(zhì)量檢驗規(guī)程材料質(zhì)量檢驗規(guī)程 材料質(zhì)量檢驗規(guī)程包括以下內(nèi)容材料

7、質(zhì)量檢驗規(guī)程包括以下內(nèi)容:檢驗項目、抽樣方式、試樣的檢驗項目、抽樣方式、試樣的 制取、檢驗標準、合格判據(jù)、檢驗合格證的簽發(fā)、返修與報廢、制取、檢驗標準、合格判據(jù)、檢驗合格證的簽發(fā)、返修與報廢、 不合格原因分析報告等。不合格原因分析報告等。 1）檢驗項目：外觀、化學成分、宏觀組織及微觀組織）檢驗項目：外觀、化學成分、宏觀組織及微觀組織 2）抽樣方式：）抽樣方式：100%、40%、25% 3）試樣的制取：試件、試樣）試樣的制取：試件、試樣 4）檢驗標準）檢驗標準 5）合格判據(jù)及檢驗結(jié)果）合格判據(jù)及檢驗結(jié)果 第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析 表表 材質(zhì)的檢驗項目

8、材質(zhì)的檢驗項目 檢驗項目檢驗項目特點特點檢驗方法檢驗方法 表面質(zhì)量表面質(zhì)量結(jié)疤、劃痕、折疊、表面結(jié)疤、劃痕、折疊、表面 裂紋、氧化皮、外形尺寸裂紋、氧化皮、外形尺寸 用量具和肉眼用量具和肉眼 成分分析成分分析鋼號不對、成分超差鋼號不對、成分超差用化學分析儀器用化學分析儀器 宏觀宏觀 組織組織 低倍試驗低倍試驗組織不均、橫斷面缺陷組織不均、橫斷面缺陷酸蝕酸蝕GB 斷口試驗斷口試驗白點、石狀斷口白點、石狀斷口GB 微微 觀觀 組組 織織 奧氏體晶粒度奧氏體晶粒度過熱過熱金相顯微鏡金相顯微鏡 非金屬夾雜物非金屬夾雜物 夾雜物過多、鏈條分布、夾雜物過多、鏈條分布、 沿晶界分布沿晶界分布 金相顯微鏡金相

9、顯微鏡 脫碳層脫碳層表層含碳量降低表層含碳量降低金相顯微鏡金相顯微鏡 其他其他網(wǎng)狀碳化物、帶狀組織等網(wǎng)狀碳化物、帶狀組織等按相關(guān)標準按相關(guān)標準 11.4 材質(zhì)檢驗技術(shù)材質(zhì)檢驗技術(shù) 11.4.1 化學成分分析技術(shù)化學成分分析技術(shù) 化學分析法、儀器分析法（光度計法、光譜分析法） 11.4.2 低倍斷口分析技術(shù)低倍斷口分析技術(shù)（肉眼、（肉眼、20倍的放大鏡）倍的放大鏡） 斷口形式有脆性斷口、韌性斷口、疲勞斷口 11.4.3 組織分析技術(shù)組織分析技術(shù)（光學金相顯微鏡分析、電鏡分析） 11.4.4 無損探傷技術(shù)無損探傷技術(shù) 射線探傷、超聲波探傷、磁力探傷等 11.4.5 應(yīng)力分析技術(shù)應(yīng)力分析技術(shù) X射線

10、法、光彈法 第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析 圖11.2 圖11.3 圖11.4 各種斷口特征各種斷口特征 脆性斷口：大多呈穿晶斷裂，斷口是沿一定的結(jié)晶脆性斷口：大多呈穿晶斷裂，斷口是沿一定的結(jié)晶 平面迅速發(fā)展而成的，斷口一般較平整，有金屬光澤，平面迅速發(fā)展而成的，斷口一般較平整，有金屬光澤， 呈結(jié)晶狀。呈結(jié)晶狀。 韌性斷口：一般是穿晶斷裂，斷口呈纖維杯錐狀，韌性斷口：一般是穿晶斷裂，斷口呈纖維杯錐狀， 錐部較平滑呈暗灰絲狀。錐部較平滑呈暗灰絲狀。 疲勞斷口：斷口可分兩個區(qū)域，其一是裂紋源周圍疲勞斷口：斷口可分兩個區(qū)域，其一是裂紋源周圍 平滑而細密的區(qū)域呈

11、貝殼狀條紋或海灘狀條紋；其二是平滑而細密的區(qū)域呈貝殼狀條紋或海灘狀條紋；其二是 零件的有效截面積被縮減到臨界值時所產(chǎn)生的靜力破壞零件的有效截面積被縮減到臨界值時所產(chǎn)生的靜力破壞 區(qū)。區(qū)。 11.5 11.5 零件失效分析零件失效分析 11.5.1 失效分析的目的及作用失效分析的目的及作用 目的:找出失效的原因、提出防止或推遲失效的措施， 防止同類失效再度發(fā)生，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量或從此獲得改型的新 產(chǎn)品。 11.5.2 零件失效的原因零件失效的原因 零件失效的原因應(yīng)從四個方面考慮：設(shè)計、加工工藝、 材料、安裝使用不良 11.5.3 零件失效的形式零件失效的形式 塑性變形、彈性失穩(wěn)、蠕變斷裂、磨損、

12、快速斷裂、 疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂等 11.5.4 失效分析方法失效分析方法 第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析 零件失效方式的分類零件失效方式的分類 腐蝕失效 表面疲勞失效 磨損失效 介質(zhì)加速斷裂失效 蠕變斷裂失效 疲勞斷裂失效 低應(yīng)力脆斷失效 塑性斷裂失效 塑性變形失效 彈性變形失效 變形失效 疲勞失效 表面損傷失效 零件失效 第十一章第十一章 材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析材料質(zhì)量檢驗與零件失效分析 失效分析的基本環(huán)節(jié)示意圖失效分析的基本環(huán)節(jié)示意圖 服役條件 失效技術(shù)分析 應(yīng)力分析 無損探傷 失效分析 失 腐蝕 斷口分析 效 磨損 力學分析 金相分析 類 斷裂 應(yīng)力分析 化學分析 型 變形 力學性能測試 失效原因 設(shè)計 材料 工藝 安裝、使用 主要抗力指標 改進設(shè)計 抗力指標與 改進工藝 加強管理 內(nèi)外因素關(guān)系 提高零件失效抗力的途徑