第一章 機(jī)械零件的失效形式

1、第一章 機(jī)械零件的失效分析本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容零件的零件的過(guò)量變形過(guò)量變形以及性能指標(biāo)以及性能指標(biāo)零件的零件的斷裂斷裂及性能指標(biāo)及性能指標(biāo)零件在交變載荷下的零件在交變載荷下的疲勞斷裂疲勞斷裂及性能指標(biāo)及性能指標(biāo)零件的零件的磨損失效磨損失效以及防止以及防止零件在零件在高溫下高溫下的蠕變變形和斷裂失效的蠕變變形和斷裂失效關(guān)于失效的基本概念關(guān)于失效的基本概念1 1 零件（構(gòu)件）的功能零件（構(gòu)件）的功能 （1 1）在一定的壓力、溫度、介質(zhì)下，保持）在一定的壓力、溫度、介質(zhì)下，保持規(guī)定的形狀和尺寸；規(guī)定的形狀和尺寸； （2 2）實(shí)現(xiàn)規(guī)定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)；）實(shí)現(xiàn)規(guī)定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)； （3 3）傳遞力和能。）傳遞

2、力和能。失效的定義和形式失效的定義和形式 定義定義: : 零件失去設(shè)計(jì)所要求的效能零件失去設(shè)計(jì)所要求的效能（功能）稱為失效。（功能）稱為失效。 常見的失效形式：常見的失效形式：過(guò)量變形、斷裂、過(guò)量變形、斷裂、磨損、腐蝕磨損、腐蝕第一節(jié)第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過(guò)量變形零件在常溫靜載下的過(guò)量變形 材料的靜載性能指標(biāo)有哪些材料的靜載性能指標(biāo)有哪些? 什么是過(guò)量彈性變形失效什么是過(guò)量彈性變形失效?發(fā)生過(guò)量彈性發(fā)生過(guò)量彈性變形的原因是什么變形的原因是什么?設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇什么性設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇什么性能指標(biāo)能指標(biāo)? 發(fā)生過(guò)量塑性變形的原因是什么發(fā)生過(guò)量塑性變形的原因是什么?抗力指抗力指標(biāo)有哪些標(biāo)有哪些?問(wèn)問(wèn) 題

3、題一、材料的靜載性能指標(biāo)一、材料的靜載性能指標(biāo) 剛度和強(qiáng)度指標(biāo)剛度和強(qiáng)度指標(biāo) 彈性和塑性指標(biāo)彈性和塑性指標(biāo) 硬度指標(biāo)硬度指標(biāo) 韌性指標(biāo)（放在斷裂中講）韌性指標(biāo)（放在斷裂中講）1、剛度、剛度 剛度：剛度：零構(gòu)件在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力零構(gòu)件在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。等于材料彈性模量與零構(gòu)件截面積的乘積。等于材料彈性模量與零構(gòu)件截面積的乘積。 剛度越大，零構(gòu)件發(fā)生的彈性變形越小。剛度越大，零構(gòu)件發(fā)生的彈性變形越小。（在同樣的載荷下）（在同樣的載荷下）2、強(qiáng)度、彈性塑性指標(biāo)、強(qiáng)度、彈性塑性指標(biāo)試樣的靜拉伸過(guò)程試樣的靜拉伸過(guò)程彈性變形、彈性變形、塑性變形塑性變形彈性變形彈性變形非線性彈非線性彈性變

4、形性變形（1）強(qiáng)度：）強(qiáng)度：材料抵抗變形或者斷裂的能力材料抵抗變形或者斷裂的能力比例極限比例極限s sp彈性極限彈性極限s se屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s ss抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度s sb斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度s sk強(qiáng)度指標(biāo)單位：強(qiáng)度指標(biāo)單位：MPa（2）彈性和塑性指標(biāo)）彈性和塑性指標(biāo)彈性：材料發(fā)生彈性變形的大小。彈性：材料發(fā)生彈性變形的大小。塑性塑性：材料斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。材料斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。彈性指標(biāo)：彈性能（彈性比功）彈性指標(biāo)：彈性能（彈性比功）m m塑性指標(biāo)：斷后伸長(zhǎng)率塑性指標(biāo)：斷后伸長(zhǎng)率d d 斷面收縮斷面收縮 硬度硬度硬度：表征材料軟硬程度的一種性能。硬度：表征材料軟硬程度的一種性

5、能。硬度指標(biāo)：物理意義與試驗(yàn)方法有關(guān)硬度指標(biāo)：物理意義與試驗(yàn)方法有關(guān) 滑痕法硬度值（莫氏硬度）滑痕法硬度值（莫氏硬度） 彈性回跳法硬度值（肖氏硬度）彈性回跳法硬度值（肖氏硬度） 壓入法硬度值（工業(yè)中應(yīng)用廣泛）壓入法硬度值（工業(yè)中應(yīng)用廣泛）布氏硬度（布氏硬度（HBS)淬火鋼球淬火鋼球洛氏硬度洛氏硬度(HRC)（錐角為（錐角為120的金剛石圓錐體）的金剛石圓錐體）維氏硬度維氏硬度(HV)（錐面角為（錐面角為136 的金剛石四棱錐體為壓的金剛石四棱錐體為壓頭頭二、過(guò)量變形失效二、過(guò)量變形失效 過(guò)量彈性變形及抗力指標(biāo)過(guò)量彈性變形及抗力指標(biāo)（1）零構(gòu)件發(fā)生過(guò)量彈性變形失效：零構(gòu)件發(fā)生過(guò)量彈性變形失效：

6、D Dl D Dl (拉壓或者彎曲條件下）拉壓或者彎曲條件下）或者或者 q q q q （扭轉(zhuǎn)條件下）（扭轉(zhuǎn)條件下）（2）過(guò)量彈性變形的原因：零構(gòu)件的剛度不夠）過(guò)量彈性變形的原因：零構(gòu)件的剛度不夠（3）抗力指標(biāo)：彈性模量）抗力指標(biāo)：彈性模量E或者切變模量或者切變模量G 過(guò)量塑性變形及抗力指標(biāo)過(guò)量塑性變形及抗力指標(biāo)（1）發(fā)生條件：塑性變形量超過(guò)允許變形量）發(fā)生條件：塑性變形量超過(guò)允許變形量（2）原因：偶而過(guò)載或者零構(gòu)件本身抵抗塑）原因：偶而過(guò)載或者零構(gòu)件本身抵抗塑性變形的能力不夠性變形的能力不夠（3）抗力指標(biāo)：比例極限、彈性極限和屈服）抗力指標(biāo)：比例極限、彈性極限和屈服極限極限總總 結(jié)結(jié)零構(gòu)件發(fā)

7、生過(guò)彈性變形的原因：零構(gòu)件發(fā)生過(guò)彈性變形的原因：剛度不足剛度不足抗力指標(biāo)：抗力指標(biāo)：彈性模量彈性模量E或者或者切變模量切變模量G強(qiáng)強(qiáng) 調(diào)！調(diào)！金屬和合金的金屬和合金的彈性模量不能彈性模量不能通過(guò)合金化和熱處理、通過(guò)合金化和熱處理、冷變形等方法改變。冷變形等方法改變。本節(jié)中本節(jié)中所講的所講的材料的材料的力學(xué)性力學(xué)性能指標(biāo)能指標(biāo)及應(yīng)用及應(yīng)用剛度剛度：在設(shè)計(jì)中，考慮構(gòu)件在在設(shè)計(jì)中，考慮構(gòu)件在受力時(shí)發(fā)生的彈性變形量，需受力時(shí)發(fā)生的彈性變形量，需要用剛度。主要力學(xué)性能是材要用剛度。主要力學(xué)性能是材料的料的彈性模量彈性模量。如鏜床的鏜桿、。如鏜床的鏜桿、齒輪軸等齒輪軸等彈性指標(biāo)彈性指標(biāo)：彈性極限和彈性彈性

8、極限和彈性模量是設(shè)計(jì)彈性零件考慮的模量是設(shè)計(jì)彈性零件考慮的性能指標(biāo)性能指標(biāo)。如汽車板簧和各。如汽車板簧和各類彈簧等類彈簧等強(qiáng)度和塑性指標(biāo)：屈服強(qiáng)度強(qiáng)度和塑性指標(biāo)：屈服強(qiáng)度和塑性和塑性用于一般零件的抗斷用于一般零件的抗斷裂設(shè)計(jì)。裂設(shè)計(jì)。硬度硬度：在耐磨零件中必須考慮的在耐磨零件中必須考慮的性能指標(biāo)。如滾珠軸承、活塞環(huán)性能指標(biāo)。如滾珠軸承、活塞環(huán)等等.第二節(jié)第二節(jié) 零件在靜載和沖擊載荷下的斷裂零件在靜載和沖擊載荷下的斷裂問(wèn)問(wèn) 題題斷裂可分為幾類？韌性斷裂和脆性斷裂如何區(qū)分？斷裂可分為幾類？韌性斷裂和脆性斷裂如何區(qū)分？斷裂過(guò)程分為幾個(gè)階段？韌性斷裂和脆性斷裂的斷斷裂過(guò)程分為幾個(gè)階段？韌性斷裂和脆性斷

9、裂的斷裂過(guò)程的區(qū)別在哪里？裂過(guò)程的區(qū)別在哪里？什么是材料的韌性？評(píng)價(jià)材料韌性的力學(xué)性能指標(biāo)什么是材料的韌性？評(píng)價(jià)材料韌性的力學(xué)性能指標(biāo)有哪些？有哪些？1材料韌性指標(biāo)的含義及應(yīng)用？材料韌性指標(biāo)的含義及應(yīng)用？一、基本概念一、基本概念 靜載荷和沖擊載荷靜載荷和沖擊載荷 斷裂：斷裂：材料在外力作用下分為兩個(gè)或者兩個(gè)以材料在外力作用下分為兩個(gè)或者兩個(gè)以上部分的現(xiàn)象。上部分的現(xiàn)象。 斷裂的分類：韌性斷裂和脆性斷裂斷裂的分類：韌性斷裂和脆性斷裂 斷裂過(guò)程：裂紋萌生和裂紋擴(kuò)展斷裂過(guò)程：裂紋萌生和裂紋擴(kuò)展 韌性：韌性：表示材料在塑性變形和斷裂過(guò)程中表示材料在塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力。吸收能量的能力。韌

10、性斷裂和脆性斷裂的斷口微觀形貌韌性斷裂和脆性斷裂的斷口微觀形貌韌性韌性斷口斷口脆性脆性斷口斷口二、沖擊韌性及衡量指標(biāo)二、沖擊韌性及衡量指標(biāo)沖擊韌性：材料在沖擊載荷下吸收塑性變形沖擊韌性：材料在沖擊載荷下吸收塑性變形功和斷裂功的能力。是材料強(qiáng)度和塑性的綜功和斷裂功的能力。是材料強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。合表現(xiàn)。衡量指標(biāo)：沖擊吸收功衡量指標(biāo)：沖擊吸收功Ak沖擊韌度沖擊韌度ak(ak Ak/Fk )應(yīng)用：評(píng)價(jià)材料韌性的好壞，與屈服強(qiáng)度結(jié)應(yīng)用：評(píng)價(jià)材料韌性的好壞，與屈服強(qiáng)度結(jié)合用于一般零件抗斷裂設(shè)計(jì)。合用于一般零件抗斷裂設(shè)計(jì)。低溫沖擊試驗(yàn)：低溫沖擊試驗(yàn)：(材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度TK)材料韌脆

11、轉(zhuǎn)變溫度材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度TK的確定和應(yīng)用的確定和應(yīng)用三、斷裂韌性及衡量指標(biāo)三、斷裂韌性及衡量指標(biāo)斷裂韌度斷裂韌度KIC: 是評(píng)定材料抵抗脆性斷裂的力學(xué)性是評(píng)定材料抵抗脆性斷裂的力學(xué)性能指標(biāo)，指的是材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。能指標(biāo)，指的是材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的能力。 單位：?jiǎn)挝唬篗Pam 1/2 或者或者 MN m-3/2應(yīng)用應(yīng)用（判斷構(gòu)件是否安全，合理選材）（判斷構(gòu)件是否安全，合理選材）KI KIC 構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂 KI KIC 構(gòu)件發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂的臨界條件構(gòu)件發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂的臨界條件3 應(yīng)用場(chǎng)合：主要用于高強(qiáng)度鋼制造的飛機(jī)、導(dǎo)彈應(yīng)用場(chǎng)合：主要用于高強(qiáng)度鋼制造的飛機(jī)

12、、導(dǎo)彈和火箭的零件，或者是用中低強(qiáng)度鋼制造氣輪機(jī)轉(zhuǎn)和火箭的零件，或者是用中低強(qiáng)度鋼制造氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等。子、大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子等。四、影響脆性斷裂的因素四、影響脆性斷裂的因素 溫度和加載速度溫度和加載速度 應(yīng)力集中應(yīng)力集中 零件尺寸零件尺寸總總 結(jié)結(jié) 材料的斷裂分為：韌性斷裂和脆性斷裂材料的斷裂分為：韌性斷裂和脆性斷裂 材料的韌性指標(biāo)：沖擊吸收功、沖擊韌度、材材料的韌性指標(biāo)：沖擊吸收功、沖擊韌度、材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度和斷裂韌度，前三個(gè)用于評(píng)價(jià)料韌脆轉(zhuǎn)變溫度和斷裂韌度，前三個(gè)用于評(píng)價(jià)材料韌性的好壞；斷裂韌度可用于材料抵抗低材料韌性的好壞；斷裂韌度可用于材料抵抗低應(yīng)力脆性斷裂的設(shè)計(jì)。應(yīng)力脆性斷

13、裂的設(shè)計(jì)。 材料的以上韌性指標(biāo)均可用合金化和熱處理等材料的以上韌性指標(biāo)均可用合金化和熱處理等方法改變。方法改變。第三節(jié)第三節(jié) 零件在交變載荷下的疲勞斷裂零件在交變載荷下的疲勞斷裂問(wèn)問(wèn) 題題什么是疲勞斷裂？什么是疲勞斷裂？疲勞斷口由哪幾個(gè)部分組成？疲勞斷口由哪幾個(gè)部分組成？1疲勞抗力指標(biāo)有哪些？在設(shè)計(jì)中如何使疲勞抗力指標(biāo)有哪些？在設(shè)計(jì)中如何使用這些指標(biāo)？用這些指標(biāo)？一、基本概念一、基本概念交變載荷：載荷大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期交變載荷：載荷大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期變化的載荷。變化的載荷。疲勞斷裂：零件在交變載荷下經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工疲勞斷裂：零件在交變載荷下經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作而發(fā)生斷裂的現(xiàn)象成為疲勞斷裂。作

14、而發(fā)生斷裂的現(xiàn)象成為疲勞斷裂。疲勞斷裂過(guò)程：裂紋萌生、疲勞裂紋擴(kuò)展、疲勞斷裂過(guò)程：裂紋萌生、疲勞裂紋擴(kuò)展、最后斷裂。最后斷裂。二、疲勞斷口的特點(diǎn)二、疲勞斷口的特點(diǎn)疲勞斷口示意圖示意圖疲勞源區(qū)和疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)的微觀形貌一個(gè)疲一個(gè)疲勞源勞源兩個(gè)疲兩個(gè)疲勞源勞源微裂紋微裂紋疲勞疲勞條紋條紋疲疲勞勞裂裂紋紋擴(kuò)擴(kuò)展展區(qū)區(qū)疲疲勞勞源源區(qū)區(qū)三、疲勞抗力指標(biāo)三、疲勞抗力指標(biāo)無(wú)裂紋構(gòu)件的疲勞抗力指標(biāo)無(wú)裂紋構(gòu)件的疲勞抗力指標(biāo)：疲勞極限疲勞極限過(guò)載持久值過(guò)載持久值疲勞極限：材料經(jīng)過(guò)無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。對(duì)應(yīng)于疲勞曲線上水平部分對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值。疲勞曲線 圖圖111 兩種類型的疲勞曲線兩種類型的疲勞曲線a)

15、鋼鐵材料鋼鐵材料 b)部分有色金屬（如鋁合金）部分有色金屬（如鋁合金）條件疲勞極限疲勞極限過(guò)載持久值：材料在高于疲勞極限的應(yīng)力作用下發(fā)生疲勞斷裂的循環(huán)周次。高周疲勞：高周疲勞：Nf105低周疲勞低周疲勞: Nf1052帶裂紋構(gòu)件的疲勞抗力指標(biāo)帶裂紋構(gòu)件的疲勞抗力指標(biāo)裂紋擴(kuò)展速率（裂紋擴(kuò)展速率（da/dN)疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值疲勞裂紋擴(kuò)展門檻值(DKDKth）四、影響疲勞抗力的因素四、影響疲勞抗力的因素載荷類型載荷類型材料本質(zhì)材料本質(zhì)零件表面狀態(tài)零件表面狀態(tài)工作溫度工作溫度腐蝕介質(zhì)腐蝕介質(zhì)總總 結(jié)結(jié)疲勞斷裂是零構(gòu)件常見的一種失效形式，它是一疲勞斷裂是零構(gòu)件常見的一種失效形式，它是一種脆性斷裂，危害

16、很大種脆性斷裂，危害很大。無(wú)裂紋零構(gòu)件設(shè)計(jì)中常用的疲勞抗力指標(biāo)是疲勞無(wú)裂紋零構(gòu)件設(shè)計(jì)中常用的疲勞抗力指標(biāo)是疲勞極限、過(guò)載持久值和疲勞缺口敏感度。極限、過(guò)載持久值和疲勞缺口敏感度。 工作應(yīng)力工作應(yīng)力sss疲勞極限，構(gòu)件在一定的周次下疲勞極限，構(gòu)件在一定的周次下斷裂，該周次稱為過(guò)載持久值。斷裂，該周次稱為過(guò)載持久值。工作應(yīng)力越大，工作應(yīng)力越大，過(guò)載持久值越低。過(guò)載持久值越低。3 3 疲勞斷口上可清楚顯示疲勞裂紋源、疲勞裂紋疲勞斷口上可清楚顯示疲勞裂紋源、疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)和最后斷裂區(qū)。所以，根據(jù)斷口就可判斷擴(kuò)展區(qū)和最后斷裂區(qū)。所以，根據(jù)斷口就可判斷是否發(fā)生疲勞斷裂。是否發(fā)生疲勞斷裂。第四節(jié)第四節(jié) 零件

17、的磨損失效零件的磨損失效 本節(jié)主要講粘著磨損、磨粒磨損和疲勞本節(jié)主要講粘著磨損、磨粒磨損和疲勞磨損的發(fā)生過(guò)程、機(jī)理以及防止措施。磨損的發(fā)生過(guò)程、機(jī)理以及防止措施。一、磨損的基本概念磨損的基本概念產(chǎn)生磨損的條件產(chǎn)生磨損的條件1 磨損的定義：在摩擦過(guò)程中零件表面發(fā)生尺寸磨損的定義：在摩擦過(guò)程中零件表面發(fā)生尺寸變化和物質(zhì)耗損的現(xiàn)象叫做磨損。變化和物質(zhì)耗損的現(xiàn)象叫做磨損。二、磨損的過(guò)程和機(jī)理二、磨損的過(guò)程和機(jī)理粘著磨損粘著磨損（1）又稱咬合磨損，在滑動(dòng)摩擦條件下，摩）又稱咬合磨損，在滑動(dòng)摩擦條件下，摩擦幅的接觸面發(fā)生金屬粘著，在隨后的相對(duì)擦幅的接觸面發(fā)生金屬粘著，在隨后的相對(duì)滑動(dòng)中粘著處被破壞，有金屬

18、屑粒被拉拽下滑動(dòng)中粘著處被破壞，有金屬屑粒被拉拽下來(lái)或者是金屬表面被擦傷的一種磨損形式。來(lái)或者是金屬表面被擦傷的一種磨損形式。（2）過(guò)程）過(guò)程滑動(dòng)滑動(dòng)（3）粘著磨損的特點(diǎn)：磨損速度大；破壞嚴(yán)重。）粘著磨損的特點(diǎn)：磨損速度大；破壞嚴(yán)重。（4）防止措施）防止措施合理選材，摩擦幅配對(duì)材料選用硬度差較大的異類合理選材，摩擦幅配對(duì)材料選用硬度差較大的異類材料材料；提高表面硬度；提高表面硬度；合理設(shè)計(jì)減小接觸壓應(yīng)力；合理設(shè)計(jì)減小接觸壓應(yīng)力；減小表面粗糙度。減小表面粗糙度。局部粘著局部粘著粘著處粘著處被撕掉被撕掉金屬表面被劃金屬表面被劃傷或者金屬屑傷或者金屬屑粒脫落粒脫落磨粒磨損磨粒磨損（1）定義：）定義：

19、又稱磨料磨損，在滑動(dòng)摩擦?xí)r又稱磨料磨損，在滑動(dòng)摩擦?xí)r零件表面存在硬質(zhì)磨粒，使磨面發(fā)生局部塑零件表面存在硬質(zhì)磨粒，使磨面發(fā)生局部塑性變形，磨粒嵌入、磨粒切割金屬表面從而性變形，磨粒嵌入、磨粒切割金屬表面從而導(dǎo)致零件表面逐漸損耗的一種磨損。導(dǎo)致零件表面逐漸損耗的一種磨損。 （2）過(guò)程）過(guò)程金 屬 表 面金 屬 表 面發(fā) 生 局 部發(fā) 生 局 部塑性變形塑性變形磨粒嵌入金屬磨粒嵌入金屬表面，切割金表面，切割金屬表面屬表面表 面 被 劃表 面 被 劃傷傷（4）防止措施）防止措施提高表面硬度（從選材方面）；提高表面硬度（從選材方面）；減少磨粒數(shù)量（從工作狀況方面）減少磨粒數(shù)量（從工作狀況方面）。接觸疲勞

20、（疲勞磨損，麻點(diǎn)磨損）接觸疲勞（疲勞磨損，麻點(diǎn)磨損）（1）定義：）定義：零件工作面作滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在零件工作面作滾動(dòng)或滾動(dòng)加滑動(dòng)摩擦?xí)r，在交變接觸壓應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下引起的表面疲勞剝落破壞交變接觸壓應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下引起的表面疲勞剝落破壞的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。（2 2）過(guò)程：類似于疲勞斷裂，是裂紋萌生和擴(kuò)展過(guò)程。）過(guò)程：類似于疲勞斷裂，是裂紋萌生和擴(kuò)展過(guò)程。 （3）主要防止措施主要防止措施提高材料硬度；提高材料純度；提高零件心部和表面強(qiáng)度；提高材料硬度；提高材料純度；提高零件心部和表面強(qiáng)度；減小表面粗糙度。減小表面粗糙度。總 結(jié) 磨損是機(jī)械零件常見的一種失效形式，總是從零件表面開始發(fā)生。各種磨

21、損的過(guò)程和機(jī)理不同，因此其主要的預(yù)防措施也不同。 提高零件表面硬度，合理設(shè)計(jì)減小壓應(yīng)力，以及提高表面光潔度等對(duì)降低磨損都有利。第五節(jié)第五節(jié) 零件的腐蝕失效零件的腐蝕失效問(wèn)問(wèn) 題題1 什么是腐蝕？可分為幾類？什么是腐蝕？可分為幾類？高溫氧化腐蝕常發(fā)生在那些零件中？耐熱高溫氧化腐蝕常發(fā)生在那些零件中？耐熱鋼為什么具有抗高溫氧化能力？鋼為什么具有抗高溫氧化能力？發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件是什么？發(fā)生電化學(xué)腐蝕的條件是什么？改善零件腐蝕抗力的主要措施是什么改善零件腐蝕抗力的主要措施是什么一、腐蝕的定義和分類一、腐蝕的定義和分類腐蝕：材料表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反腐蝕：材料表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或者電化學(xué)反

22、應(yīng)所引起的表面損傷現(xiàn)應(yīng)或者電化學(xué)反應(yīng)所引起的表面損傷現(xiàn)象。象。分類：分類：化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕二、腐蝕過(guò)程及防止二、腐蝕過(guò)程及防止1 化學(xué)腐蝕過(guò)程（以高溫氧化腐蝕為主）高溫氧化過(guò)程：高溫氧化過(guò)程：（1）金屬失去電子成為金屬離子）金屬失去電子成為金屬離子（2）氧原子吸收電子成為氧離子）氧原子吸收電子成為氧離子（3）金屬離子和氧離子結(jié)合為金屬氧化物）金屬離子和氧離子結(jié)合為金屬氧化物基體金屬能否繼續(xù)氧化，取決于氧化物薄膜是否致密?；w金屬能否繼續(xù)氧化，取決于氧化物薄膜是否致密。提高鋼抗氧化能力：加入提高鋼抗氧化能力：加入Al、Si、Cr等元素，與氧結(jié)等元素，與氧結(jié)合形成致密的氧化物膜

23、，防止基體金屬進(jìn)一步氧化。合形成致密的氧化物膜，防止基體金屬進(jìn)一步氧化。電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件：存在電極電位差，并且相互接觸并處于相條件：存在電極電位差，并且相互接觸并處于相互聯(lián)通的電介質(zhì)溶液中形成微電池?；ヂ?lián)通的電介質(zhì)溶液中形成微電池。電化學(xué)腐蝕的過(guò)程電化學(xué)腐蝕的過(guò)程 陽(yáng)極：失去電子，陽(yáng)極：失去電子，MM n+ne(被腐蝕）被腐蝕） 陰極：發(fā)生析氫反應(yīng)或者吸氧反應(yīng)陰極：發(fā)生析氫反應(yīng)或者吸氧反應(yīng)三、零件防止腐蝕的措施三、零件防止腐蝕的措施 對(duì)于化學(xué)腐蝕，常采用以下方式：選擇對(duì)于化學(xué)腐蝕，常采用以下方式：選擇抗氧化材料如耐熱鋼、高溫合金、陶瓷抗氧化材料如耐熱鋼、高溫合金、陶瓷材料等；零件表面涂層。材料等；零件表面涂層。 對(duì)于電化學(xué)腐蝕：選擇耐腐蝕材料；表對(duì)于電化學(xué)腐蝕：選擇耐腐蝕材料；表面涂層；電化學(xué)保護(hù)；加緩蝕劑面涂層；電化學(xué)保護(hù)；加緩蝕劑第六節(jié)第六節(jié) 零件在高溫下的蠕變變形和零件在高溫下的蠕變變形和斷裂失效斷裂失效問(wèn)問(wèn) 題題金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有哪些特點(diǎn)？金屬材料在高溫下的力學(xué)行為有哪些特點(diǎn)？什么是蠕變？什么是蠕變？評(píng)價(jià)金屬材料高溫力學(xué)性能指標(biāo)有哪些？評(píng)價(jià)金屬材料高溫力學(xué)性能指標(biāo)有哪些？高溫下零件的失效方式有哪些？如