失效分析是一門發(fā)展中的新興學(xué)科，近年開始從工業(yè)向普通企業(yè)普及。它一般根據(jù)失效模式和現(xiàn)象，通過分析和驗(yàn)證，模擬重現(xiàn)失效的現(xiàn)象，找出失效的原因，挖掘出失效的機(jī)理的活動(dòng)。

失效的表現(xiàn)：

由于機(jī)械零件的失效，會(huì)使機(jī)床失去加工精度、輸氣管道發(fā)生泄漏、飛機(jī)出現(xiàn)故障等，嚴(yán)重的威脅人生命和生產(chǎn)的安全，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

因此，分析機(jī)械零件的失效原因、研究失效機(jī)理、提出失效的預(yù)防措施具有十分重要的意義。

什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)失效？

1. 加工環(huán)節(jié)：冶煉、合成、澆鑄、熱軋、冷軋、熱處理、焊接、切割、及加工等。

2. 使用過程：過載載荷、惡劣環(huán)境、正常使用。

失效形式：

1、變形失效：變形失效包括扭曲、拉長、漲大、蠕變等，引發(fā)的主要原因是零件在一定載荷條件下發(fā)生過量變形；有彈性變形失效和塑性變形失效。

2、斷裂失效：斷裂失效是機(jī)械零件失效的主要形式，可以分為韌性斷裂失效和脆性斷裂失效。一般來說，材料斷面收縮率大于5%為韌性斷裂，小于5%為脆性斷裂。

3、表面損傷失效：由于磨損、疲勞、腐蝕等原因，使機(jī)械零件表面失去正常工作所以需要的形狀、尺寸和表面粗糙度造成的失效，成為表面損傷失效。

磨損失效：磨損是由于機(jī)械作用、化學(xué)反應(yīng)（包括熱化學(xué)、電化學(xué)、力化學(xué)等反應(yīng)），材料表面物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形和斷裂的現(xiàn)象。提高材料耐磨性的主要途徑是進(jìn)行表面強(qiáng)化。

腐蝕失效：腐蝕失效是由于化學(xué)或電化學(xué)腐蝕而造成機(jī)械零件尺寸和性能的改變而導(dǎo)致的。合理的選用耐腐蝕材料，在材料表面涂覆防護(hù)層，采用電化學(xué)保護(hù)及采用緩蝕劑可以有效提高材料的抗腐蝕能力。

表面疲勞失效：表面疲勞失效是指兩個(gè)相互接觸的機(jī)械零件相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，在交變接觸應(yīng)力作用下，機(jī)械零件表面層材料發(fā)生疲勞而脫落所造成的失效。

4、材料的老化

高分子材料在儲(chǔ)存和使用過程中發(fā)生變脆、變硬或變軟、變黏等現(xiàn)象，從而失去原有性能指標(biāo)的現(xiàn)象，成為材料的老化。

失效原因：

1、設(shè)計(jì)不合理：機(jī)械零件設(shè)計(jì)不合理主要表現(xiàn)在機(jī)械零件尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。例如過度圓角太小、尖銳的缺口、尖角等會(huì)造成較大的應(yīng)力集中而導(dǎo)致失效；另外，對機(jī)械零件的工作條件及過載情況估計(jì)不足，設(shè)計(jì)承載能力不夠，忽略或低估溫度、介質(zhì)等因素的影響，也會(huì)造成零件失效。

2、選材錯(cuò)誤

選材所依據(jù)的性能指標(biāo)，不能反映材料對實(shí)際失效形式的抗力，不能滿足工作條件的要求，錯(cuò)誤地選擇了材料。另外，材料地冶金質(zhì)量太差，如存在夾雜物、偏析等缺陷，也是失效地源頭。

3、加工工藝不當(dāng)

在加工或加工過程中，由于采用的工藝不當(dāng)而產(chǎn)生地這種質(zhì)量缺陷，例如較深地切削刀痕、磨削裂紋等，都有可能引發(fā)失效。而處理時(shí)，冷卻速率不夠、表現(xiàn)脫碳、淬火變形和開裂，也是引發(fā)失效地重要原因。

4、裝配使用不當(dāng)

在裝配成機(jī)器或裝置地過程中，由于裝配不當(dāng)、對中不好、過緊過過松都會(huì)使零件產(chǎn)生附近能力或振動(dòng)，造成失效。使用維護(hù)不良，不按工藝規(guī)程操作，也會(huì)造成失效。

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