成分分析檢測：脆性斷裂失效分析

　　斷裂失效是指零件完全斷裂而且在工作中喪失或達不到預期功能稱為斷裂失效。斷裂失效是機械產品*主要和*具危險性的失效，其分類比較復雜。例如，鋼絲繩在吊運過程中的斷裂。斷裂方式有：塑性斷裂、疲勞斷裂、蠕變斷裂等。

　　分類：斷裂失效是機械產品*主要和*具危險性的失效,其分類比較復雜,一般有如下幾種:

　　(1)按斷裂機理分為滑移分離、韌窩斷裂、蠕變斷裂、解理與準解理斷裂、沿晶斷裂和疲勞斷裂;

　　(2)按斷裂路徑分為穿晶、沿晶和混晶斷裂;

　　(3)按斷裂性質分為韌性斷裂、脆性斷裂和疲勞斷裂。

　　工程構件在很少或不出現宏觀塑性變形(一般按光滑拉伸試樣的ψ<5%)情況下發生的斷裂稱作脆性斷裂,因其斷裂應力低于材料的屈服強度,故又稱作低應力斷裂。由于脆性斷裂大都沒有事先預兆,具有突發性,對工程構件與設備以及人身安全常常造成極其嚴重的后果。因此,脆性斷裂是人們力圖予以避免的一種斷裂失效模式。盡管各國工程界對脆性斷裂的分析與預防研究極為重視,從工程構件的設計、用材、制造到使用維護的全過程中,采取了種種措施,然而,由于脆性斷裂的復雜性,至今由脆性斷裂失效導致的災難性事故仍時有發生。

　　形式

　　金屬構件脆性斷裂失效的表現形式主要有:

　　(1)由材料性質改變而引起的脆性斷裂,如蘭脆、回火脆、過熱與過燒致脆、不銹鋼的475℃脆和σ相脆性等。

　　(2)由環境溫度與介質引起的脆性斷裂,如冷脆、氫脆、應力腐蝕致脆、液體金屬致脆以及輻照致脆等。

　　(3)由加載速率與缺口效應引起的脆性斷裂,如高速致脆、應力集中與三應力狀態致脆等。

　　按斷裂前宏觀塑性變形的大小分類,疲勞斷裂屬脆性斷裂范疇。但由于疲勞斷裂出現的比例高,危害性大,且是在交變載荷作用下出現的斷裂,因此國內外工程界均將其單獨作為一種斷裂形式加以重點分析研究。

　　疲勞斷裂的特點

　　(1)多數工程構件承受的應力呈周期性變化稱為循環交變應力。如活塞式發動機的曲軸、傳動齒輪、渦輪發動機的主軸、渦輪盤與葉片、飛機螺旋槳以及各種軸承等。這些零件的失效,據統計60%～80%是屬于疲勞斷裂失效。

　　(2)疲勞破壞表現為突然斷裂,斷裂前無明顯變形。不用特殊探傷設備,無法檢測損傷痕跡。除定期檢查外,很難防范偶發性事故。

　　(3)造成疲勞破壞的循環交變應力一般低于材料的屈服極限,有的甚至低于彈性極限。

　　(4)零件的疲勞斷裂失效與材料的性能、質量、零件的形狀、尺寸、表面狀態、使用條件、外界環境等眾多因素有關。

　　(5)很大一部分工程構件承受彎曲或扭轉載荷,其應力分布是表面*大,故表面狀況(如切口、刀痕、粗糙度、氧化、腐蝕及脫碳等)對疲勞抗力有極大影響。

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