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机械产品的失效一般可分为非断裂失效与断裂失效两大类。非断裂失效一般包括磨损失效、腐蚀失效、变形失效及功能退化失效等。
断裂失效是机械产品主要和具有危险性的失效,其分类比较复杂，一般有如下几种:
(1)按断裂机理分为滑移分离、韧窝断裂、蠕变断裂、解理与准解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂；
(2)按断裂路径分为穿晶、沿晶和混晶断裂；
(3)按断裂性质分为韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂。在失效分析实践中大都采用这种分类法。
断裂失效分析是从分析断口的宏观与微观特征入手，确定断裂失效模式，分析研究断口形貌特征与材料组织和性能、零件的受力状态以及环境条件(如温度、介质等)等之间的关系，揭示断裂失效机理、原因与规律，进而采取改进措施与预防对策。
1、韧性断裂失效分析
韧性断裂又叫延性断裂和塑性断裂,即零件断裂之前,在断裂部位出现较为明显的塑性变形。在工程结构中,韧性断裂一般表现为过载断裂,即零件危险截面处所承受的实际应力超过了材料的屈服强度或强度极限而发生的断裂。
金属零件韧性断裂的机理主要是滑移分离和韧窝断裂。
滑移分离：韧性断裂显著的特征是伴有大量的塑性变形,而塑性变形的普遍机理是滑移,即在韧性断裂前晶体产生大量的滑移。过量的滑移变形会出现滑移分离,其微观形貌有滑移台阶、蛇形花样和涟波等。
韧窝断裂是金属韧性断裂的主要特征。韧窝又称作迭波、孔坑、微孔或微坑等。韧窝是材料在微区范围内塑性变形产生的显微空洞,经形核、长大、聚集,后相互连接导致断裂后在断口表面留下的痕迹。
金属零件韧性断裂失效分析依据：
(1) 断口宏观形貌粗糙,色泽灰暗,呈纤维状;边缘有与零件表面呈45°的剪切唇;断口附近有明显的塑性变形,如残余扭角、挠曲、变粗、缩颈和鼓包等。
(2) 断口上的微观特征主要是韧窝。
2、脆性断裂失效分析
工程构件在很少或不出现宏观塑性变形(一般按光滑拉伸试样的ψ<5%)情况下发生的断裂称作脆性断裂,因其断裂应力低于材料的屈服强度,故又称作低应力断裂。
金属构件脆性断裂失效的表现形式主要有:
(1)由材料性质改变而引起的脆性断裂,如兰脆、回火脆、过热与过烧致脆、不锈钢的475℃脆和σ相脆性等。
(2)由环境温度与介质引起的脆性断裂,如冷脆、氢脆、应力腐蚀致脆、液体金属致脆以及辐照致脆等。
(3)由加载速率与缺口效应引起的脆性断裂,如高速致脆、应力集中与三应力状态致脆等。
3、疲劳断裂失效
工程构件在交变应力作用下,经循环周次后发生的断裂称作疲劳断裂。
豫公安备 41010502000017号