1第第99章章工程材料及毛坯成型方法选择工程材料及毛坯成型方法选择南京航空航天大学NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics2失效——机械产品丧失功能的现象。失效分析——分析失效的原因，研究采取补救和预防措施的技术活动和管理活动。下列任何一种情况的发生，都可以认为零件已经失效：零件完全破坏，不能继续工作；零件严重损伤，不能保证工作安全；零件虽能安全工作，但工作低效。§12.1.1机械零件失效与分析12.1工程材料的选择3哥伦比亚号全体人员合影及左翼上的裂纹哥伦比亚号全体人员合影及左翼上的裂纹4一、失效原因（1）设计因素设计不合理和设计时考虑不周密是构件失效的重要原因之一。例如，突然直角过渡的台阶轴，零件的尖角、棱角、棱边等都是应力集中的部位，必然也是破坏的祸源。（2）材料选择的正确性材料选择不当，所选材料不符合构件性能要求，或设计者不能正确使用材料性能数据，或没有充分考虑各种材料的性能特点。例如，材料的缺口敏感性，脆性转变温度等，都将导致早期破坏。5（3）工艺历史冶金质量：冶金缺陷，如夹杂物、气孔、疏松、成分偏析、严重带状组织等，这些都是内伤，导致裂纹萌生，扩展。机械制造工艺缺陷：例如，高残余应力；不良表面质量；不正常的组织状态；达不到机械性能要求。6（4）服役条件（安装使用不当）①受力情况负荷类型：拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等。负荷性质和速度：静负荷、冲击负荷、交变负荷。负荷状态：单向应力、三向应力、硬性状态、软性状态、应力集中和残余应力等。负荷数值：过负荷、安全负荷。②工作环境工作介质：水、油、大气、蒸汽、腐蚀（酸、碱、盐）。温度：低温、室温、高温。7（5）使用维护状态使用过程如果超载运行，润滑不良，净洁不好，腐蚀生锈，表面碰伤等，违反操作规程，不定期维修或维修不当，都可能导致提前失效。8表面损伤失效断裂失效变形失效应力腐蚀断裂失效蠕变断裂失效疲劳断裂失效低应力脆断失效塑性断裂失效塑性变形失效弹性变形失效磨损失效表面疲劳失效腐蚀失效零件失效二、零件失效的基本形式9(1)断口分析T形法分枝法10韧性断口：宏观：纤维状，色质灰暗微观：大小不等的韧窝微观典型韧窝形貌(2)韧性断裂在构件断裂之前产生显著宏观塑性变形的断裂。11剪切韧窝撕裂韧窝等轴韧窝12等轴韧窝剪切韧窝撕裂韧窝13根据人字纹路的走向和放射棱线汇聚方向确定裂纹区。(3)脆性断裂构件在断裂之前没有发生或很少发生宏观可见的塑...
