第一份機械失效分析與防護期末復習資料

1、中國石油大學（北京）遠程教育學院機械失效分析與防護期末復習題答案一、多選題1、按照產(chǎn)品的失效形態(tài)對金屬構(gòu)件失效形式進行分類，包括（ACD）失效。A:表面損傷B:腐蝕C:斷裂D:過量變形2、在焊接生產(chǎn)中遇到的裂紋是多種多樣的，根據(jù)裂紋產(chǎn)生本質(zhì)看，有熱裂紋.再熱裂紋.（AD）A:層狀撕裂B:橫向裂紋C:縱向裂紋D:冷裂紋3、構(gòu)件發(fā)生斷裂時，判別其主裂紋的方法有T形法.變形法和（AB）。A:氧化法B:分枝法C:痕跡法D:金相法4、消除殘余應力的方法有（ABD）。A:機械法B:回火C:振動法D:去應力退火5、腐蝕電池的基本要素有陽極.陰極.（CD）。A:液相B:氣相C:外電路D:電解質(zhì)溶液6、腐蝕電池

2、的工作過程包括（ABC）。A:陽極過程B:陰極過程C:電流流動D:離子移動7、失效分析測試技術(shù)的選用原則是（BC）.可能性和經(jīng)濟性。A:重現(xiàn)性B:有效性C:可信性D:直觀性8、金屬構(gòu)件產(chǎn)生應力腐蝕斷裂的三個基本條件是（BCD）。A:壓應力B:固定拉應力C:敏感的材料D:特定腐蝕介質(zhì)9、構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂時微觀形貌特征有（ABCD）花樣。A:河流B:魚骨狀C:扇形D:舌形10、典型零件的選材一般遵循的原則有（ABC）oA:使用性原則B:工藝性原則C:經(jīng)濟性原則D:可靠性原則11、構(gòu)件失效后，對其進行失效分析前，需要對斷口進行保護，目的是防止搬運過程中的（AB）,12、構(gòu)件發(fā)生疲勞斷裂時微觀形貌特征

3、有（BD）oA:河流花樣B:疲勞輝紋C:韌窩D:腐輪胎壓痕花樣13、痕跡的形成要素包括（ABC）。A:留痕物B:造痕物C:壓應力D:沖擊力14、金屬構(gòu)件失效原因一般包括（ABCD）oA:材料選擇不當B:裝配錯誤C:熱處理方式不當D:機械設(shè)計錯誤15、常用裂紋先后順序判斷方法有（ABCD）。A:材料選擇不當B:裝配錯誤C:熱處理方式不當D:機械設(shè)計錯誤二：填空題16、疲勞斷口的微觀特征有（）和輪胎壓痕花樣。考試答案：疲勞輝紋17、金屬構(gòu)件產(chǎn)生塑性變形失效的原因是（）?？荚嚧鸢福哼^載18、NSR越大，表示材料對缺口的敏感性越（）。考試答案：小19、金屬材料的斷裂過程分為（）,裂紋的擴展和斷裂三個階

4、段。考試答案：裂紋的萌生20、構(gòu)件中的夾雜物按其變形能力分（）塑性夾雜物和半塑性夾雜物?？荚嚧鸢福捍嘈詩A雜物21、構(gòu)件失效后，對其進行失效分析前，需要對斷口進行保護，目的是防止搬運過程中的（）和（）?？荚嚧鸢福簷C械損傷/化學損傷22、構(gòu)件發(fā)生韌性斷裂時，當材料含有較多的第二相質(zhì)點或夾雜物時，形成的韌窩數(shù)量較多，且（）?？荚嚧鸢福簻\23、帶缺口的圓棒狀拉伸試樣的斷口，由于缺口處存在（）,裂紋在此處萌生和擴展?？荚嚧鸢福簯?4、疲勞斷口中，用肉眼或低倍放大鏡觀察疲勞區(qū)中磨得最亮的地方是（）。考試答案：疲勞源25、金屬構(gòu)件在自然條件下發(fā)生的腐蝕包括（）土壤腐蝕和海水腐蝕。考試答案：大氣腐蝕26

5、、典型零件的選材一般遵循的原則有（）.（）和經(jīng)濟性原則。27、構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂時最典型的微觀形貌特征是具有（）花樣.考試答案：河流28、金屬材料發(fā)生韌性斷裂時，斷裂前有明顯的（）。其典型的微觀形貌特征是（）?？荚嚧鸢福核苄宰冃?韌窩29、失效構(gòu)件進行理化檢驗遵循的原則是（）,再做破壞性檢測?？荚嚧鸢福合茸霾黄茐男曰蛏倨茐男詸z測30、材料在5000-1000o以上發(fā)生的腐蝕稱為（）?？荚嚧鸢福焊邷馗g31、金屬材料在長時間恒溫.恒應力彳用下，即使應力低于屈服強度，也會緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為（）?？荚嚧鸢福喝渥冏冃?2、材料與環(huán)境間發(fā)生化學或電化學相互作用而導致材料功能受到損傷的現(xiàn)象稱為（）

6、?？荚嚧鸢福焊g33、失效分析取樣時要進行標號，其中標號目的是（）。考試答案：避免弄混斷口34、金屬構(gòu)件疲勞斷裂的宏觀形貌特征是（）。考試答案：貝殼狀條紋35、失效分析的程序可以用六個字概述，即問.（）.聞.（）.模和結(jié)?？荚嚧鸢福和?切36、金屬構(gòu)件在交變載荷作用下，雖然應力水平低于金屬材料的抗拉強度，有時甚至低于屈服極限，但經(jīng)過一定的循環(huán)周期后，金屬構(gòu)件發(fā)生突然斷裂，稱為（）。考試答案：疲勞斷裂37、奧氏體不銹鋼在含氯化物溶液中產(chǎn)生的應力腐蝕斷裂稱之為（）?？荚嚧鸢福郝却?8、光滑圓棒狀拉伸試樣斷口三要素包括（）.（）和剪切唇?？荚嚧鸢福豪w維區(qū)/放射區(qū)39、相互接觸并作相對運動的物體由于機

7、械.物理和化學作用，造成物體表面材料的位移及分離，使表面形狀.尺寸.組織及性能發(fā)生變化的過程稱為（）。40、金屬構(gòu)件脆性斷裂前幾乎不產(chǎn)生明顯的（）?？荚嚧鸢福核苄宰冃?1、金屬材料韌性較差時，韌性斷口上韌窩尺寸較（）?？荚嚧鸢福簻\42、應力松弛變形失效是指在（）的條件下，構(gòu)件彈性變形不斷轉(zhuǎn)為塑性變形從而使應力不斷降低的過程?？荚嚧鸢福嚎傋冃尾蛔?3、鋼材內(nèi)部的夾雜物本身斷裂或與基體交界面產(chǎn)生斷裂時容易形成（）?？荚嚧鸢福毫鸭y源44、腐蝕電池的基本要素有（）.（）,電解質(zhì)溶液和外電路?？荚嚧鸢福宏枠O/陰極45、韌性斷裂時宏觀斷口呈暗灰色（）,無閃爍金屬光澤，斷口不平齊，與主應力成45o.考試答案

8、：纖維狀46、疲勞斷裂如果有多個裂紋源，則疲勞條紋間距（），比較光澤明亮的為最先產(chǎn)生的裂紋。考試答案：密度大47、從宏觀上看，裂紋的走向是由（）和（）決定的。考試答案：應力原則/強度原則48、疲勞斷口中，疲勞源區(qū)是整個疲勞區(qū)中（）的地方?？荚嚧鸢福耗サ米盍?9、金屬構(gòu)件發(fā)生韌性斷裂時的微觀形貌特征為（）或（）?？荚嚧鸢福喉g窩/蛇形花樣50、裂紋分析的目的是確定裂紋的位置及（）?？荚嚧鸢福毫鸭y產(chǎn)生的原因51、細菌腐蝕并非細菌本身對金屬產(chǎn)生浸蝕作用，而是細菌（）間接對金屬腐蝕電化學過程產(chǎn)生影響?？荚嚧鸢福荷顒拥慕Y(jié)果52、NSR越小，表示材料對缺口的敏感性越（）?？荚嚧鸢福捍?3、磁粉檢測是利用

9、被檢材料的（）檢驗其表層缺陷的一種無損檢測方法。54、金屬構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂時的微觀形貌包括（）,扇形花樣.魚骨狀花樣等?？荚嚧鸢福汉恿骰?5、金屬構(gòu)件發(fā)生高溫氧化時，其表面生成的氧化膜是（）,既能電子導電，又能離子導電。考試答案：半導體56、帶缺口的韌性斷裂斷口的宏觀形貌為:a代表纖維區(qū).b代表（）.c代表放射區(qū)考試答案：最終斷裂區(qū)57、構(gòu)件產(chǎn)生裂紋的部位比較特殊，可能因為構(gòu)件局部結(jié)構(gòu)形狀引起，也可能與材料缺陷有關(guān)，主要歸結(jié)于（）。考試答案：最終斷裂區(qū)58、金屬構(gòu)件發(fā)生失效時，有起始態(tài).中間態(tài)和完成態(tài)，一般以失效的（）為分析重點?？荚嚧鸢福浩鹗紤B(tài)59、平面應變斷裂韌性KIC表示在平面應變條件

10、下材料抵抗裂紋（）能力.考試答案：擴展的60、金屬構(gòu)件在自然條件下發(fā)生的腐蝕包括（）腐蝕.海水腐蝕和大氣腐蝕?？荚嚧鸢福和寥?1、典型零件的選材一般遵循的原則有使用性原則.（）和經(jīng)濟性原則?？荚嚧鸢福汗に囆栽瓌t62、失效構(gòu)件進行理化檢驗遵循的原則是（）或（）,（）?？荚嚧鸢福合炔黄茐男?少破壞性檢測/再做破壞性檢測63、疲勞斷口的微觀特征有（）.（）?？荚嚧鸢福浩谳x紋/輪胎壓痕花樣64、金屬構(gòu)件產(chǎn)生彈性變形失效的原因有（）.超溫和材料變質(zhì)?？荚嚧鸢福哼^載65、構(gòu)件進行磁粉檢測后，要求檢測對象具有（）?？荚嚧鸢福鸿F磁性66、光滑圓棒狀拉伸試樣斷口三要素包括（）.（）.（）o考試答案：纖維區(qū)/放

11、射區(qū)/剪切唇67、構(gòu)件進行磁粉檢測后，還保留剩余磁性，影響使用，必須（）處理?？荚嚧鸢福和舜?8、從宏觀看，裂紋的走向是由（）和強度原則決定的?？荚嚧鸢福簯υ瓌t69、痕跡形成的三要素包括造痕物.留痕物和（）考試答案：發(fā)生相互接觸70、金屬構(gòu)件失效過程的特點包括不可逆性.有序性.不穩(wěn)定性和（）考試答案：積累性71、高溫作用下，金屬構(gòu)件常見的變形失效包括（）和（）。考試答案：蠕變/應力松弛三：簡答題72、根據(jù)下圖敘述韌性材料斷口的形成過程。并說明何為平面應力狀態(tài)和平面應變狀態(tài)。考試答案：1）頸縮2）空穴形成3）空穴長大形成裂紋4）裂紋擴展5）最終斷裂形成杯錐斷口6）平面應力狀態(tài)裂紋尖端處于二向應

12、力狀態(tài)，如薄板受力，其z方向的應力為零7）平面應變狀態(tài)：裂紋尖端處于三向應力狀態(tài)，如厚板受力，其z方向的位移被束縛，有z方向的應力.73、簡述殘余應力的產(chǎn)生途徑?？荚嚧鸢福?）熱處理殘余應力2）表面化學熱處理引起的殘余應力3）焊接殘余應力4）鑄造殘余應力5）涂鍍層引起的殘余應力6）切削加工殘余應力。74、簡述彈性變形和塑性變形的區(qū)別?？荚嚧鸢福?）彈性變形特點可逆性；（2）單值性；（3）變形量很小2）塑性變形。特點：（1）不可逆性；（2）變形量不恒定；（3）慢速變形；（4）伴隨材料性能的變化75、簡述構(gòu)件中的裂紋擴展應遵循的原則。1）在一般，t#況下，當材質(zhì)比較均勻時，應力原則起主導作用，裂紋

13、按應力原則擴展2）當材質(zhì)存在明顯的不均勻性時，裂紋按強度原則擴展，強度原則起主導作用3）當應力原則和強度原則一致時，無疑裂紋將沿著一致的方向擴展。這就是存在于最大應力部位的缺陷對裂紋產(chǎn)生的影響很大的原因76、某管道公司在安裝一長輸管線的法蘭時，法蘭開裂，裂紋長約三分之二周長，距環(huán)焊縫有一定距離。該法蘭材質(zhì)為16Mn,宏觀斷口分析發(fā)現(xiàn)斷口表面呈現(xiàn)閃閃發(fā)光的小刻面，沒有明顯的塑性變形現(xiàn)象。請根據(jù)失效分析程序制定一失效分析方案，如何才能確定該法蘭斷裂原因。考試答案：1）根據(jù)宏觀斷口分析發(fā)現(xiàn)斷口表面呈現(xiàn)閃閃發(fā)光的小刻面，沒有明顯的塑性變形現(xiàn)象可以初步判斷法蘭為脆性斷裂2）具體分析步驟大體為：先進行無損

14、檢測或破壞性少的檢測，再進行破壞性檢測3）理化檢驗的步驟有先低倍檢驗，再進行金相分析觀察顯微組織，光譜或化學分析觀察化學成分是否符合標準，利用機械性能試驗判斷材料的屈服強度.沖擊功等是否符合標準4）再利用掃描電子顯微鏡觀察斷口，如果微觀斷口有河流花樣或魚骨狀花樣或舌狀花樣等，則可進一步證實為脆性斷裂。77、下圖為疲勞斷口示意圖，試說明a.b和c分別代表哪個區(qū)域。當斷口有多個疲勞源萌生時，如何判斷最先?？荚嚧鸢福?）a:疲勞裂紋萌生區(qū)2）b:疲勞裂紋擴展區(qū)3）c:最終斷裂區(qū)4）起裂點的判定：有多個裂紋源時疲勞條紋密度大，比較光澤明亮的為最初的。5）b區(qū)為疲勞裂紋擴展區(qū)，其宏觀特征表現(xiàn)為沙灘狀花樣

15、或貝殼狀花樣。78、簡述夾雜物容易成為裂紋源的原因?？荚嚧鸢福?）夾雜物造成鋼材局部應力集中2）夾雜物本身斷裂或與基體交界面產(chǎn)生斷裂而成為裂紋源。79、簡述斷口三要素的作用及其影響因素?？荚嚧鸢福海?）確定裂紋源位置；（2）確定裂紋擴展方向；（3）根據(jù)三要素所占比例大小，粗略評價材料機械性能。影響因素:1）零件形狀（2）試驗溫度：隨試驗溫度的降低，纖維區(qū)和剪切唇減小，放射區(qū)增大（3）加載速率：加載速率增大，放射區(qū)增大80、簡述斷口分析的依據(jù)?？荚嚧鸢福?）斷口的顏色及光澤2）斷口上的花紋3）斷口上的粗糙度4）斷口與最大正應力的交角5）斷口上的冶金缺陷81、簡述失效分析的步驟?？荚嚧鸢福?）接受

16、任務(wù)2）調(diào)查現(xiàn)場及收集背景、資料。3）失效件的觀察.檢測及試驗4）確定失效原因5）提出改進措施。82、對比金屬構(gòu)件脆性斷裂和韌性斷裂的宏觀形貌特征?？荚嚧鸢福?）韌性斷裂（1）具有明顯的形狀改變和較大的塑性變形（2）斷口宏觀分析呈暗灰色纖維狀，無閃爍金屬光澤，斷口不平齊，與主應力成（3）破裂不產(chǎn)生碎片，裂口或偶然發(fā)現(xiàn)少許碎片>2）脆性斷裂（1）破裂時無明顯的塑性變形，破裂之前沒有或只有局部極小的塑性變形（2）斷口宏觀分析程金屬晶粒狀并富有光澤，斷口平直與主應力垂直（3）瞬間發(fā)生，有許多碎片飛出。83、簡述微觀腐蝕電池的形成原因?？荚嚧鸢福?）金屬化學成分不均勻性2）組織結(jié)構(gòu)的不均勻性3）

17、物理狀態(tài)的不均勻性4）金屬表面膜的不完整性。84、簡述失效分析需要掌握哪幾種基本技能。考試答案：1）斷口分析2）裂紋分析3）痕跡分析4）模擬試驗85、列舉石油工業(yè)中2種常用構(gòu)件的失效形式。（每種構(gòu)件最少給出2種失效形式）考試答案：1）長輸管線失效形式（1）塑性失穩(wěn)（2）脆性斷裂（3）延性斷裂（4）氫致開裂（5）應力腐蝕開裂（6）疲勞斷裂2）鉆具的失效形式（1）斷裂（2）內(nèi)螺紋接頭脹大（3）摩擦裂紋（4）粘扣（5）結(jié)構(gòu)不合理導致失效還可以給出其他構(gòu)件如油套管.集輸管線等的失效形式。86、簡述降低應力集中的措施。考試答案：1）從強化材料方面降低應力集中的作用（1）表面熱處理強化（2）薄殼淬火（3）

18、噴丸強化（4）滾壓強化2）從設(shè)計方面降低應力集中系數(shù)（1）變截面部位的過渡（2）根據(jù)零件的受力方向和位置選擇適當?shù)拈_孔部位（3）在應力集中區(qū)附近的低應力部位增開缺口和圓孔。87、簡述斷口三要素的作用及影響因素?？荚嚧鸢福?gt;1）確定裂紋源位置；2）確定裂紋擴展方向；3）根據(jù)三要素所占比例大小，粗略評價材料機械性能，影響因素：零件形狀；試驗溫度；加載速率88、簡述構(gòu)件中的夾雜物為何會形成裂紋源。考試答案：1）夾雜物造成鋼材局部應力集中；2）夾雜物本身斷裂；3）夾雜物與基體交界面產(chǎn)生斷裂而成為裂紋源。89、簡述降低構(gòu)件應力集中的措施?？荚嚧鸢福?）從強化材料方面降低應力集中的作用：表面熱處理強化.薄殼淬火.噴丸強化.滾壓強化2）從設(shè)計方面降低應力集中系數(shù)：