失效的主要来源

设计上的缺点

目录

失效的工程观点及失效分析

材料选择上的缺点

材料中的缺陷

加工中存在的问题

装配中的失误

不合理的服役条件

背景资料的收集和选样

分析的各阶段

失效分析的一般作法

研究失效的目的

失效零件的初步检验

无损检测

机械性能试验

断口的选择、保存和清理

断口的宏观显微镜检验

断裂表面的微观分析

金相试片的选择和准备

金相试片的检验和分析

韧性断裂

断裂类型的测定

穿晶脆性断裂

疲劳断裂

沿晶脆性断裂

应力腐蚀开裂

液体金属致脆

氢脆

蠕变和持久破坏

化学分析

复杂失效

分析事实、提出结论并写成报告

模拟试验

断裂力学的应用

设备和操作

附录适合于现场失效分析用的便携式金相试验室

便携式试验室在失效分析中的应用

缺口韧性

韧性和断裂力学

影响缺口韧性的因素

断裂韧性

应力强度因子

断裂力学的应用

疲劳裂纹扩展速率

压力容器的寿命

应力腐蚀裂纹的扩展速率

夏氏和埃氏试验

附录1缺口－韧性试验及评定

爆炸－杯突试验

落重试验

海军撕裂试验

平面应变断裂韧性试验

附录2断裂韧性试验和评定

动态撕裂试验

R－曲线分析

温度对转变过程的影响

韧－脆断裂转变

转变温度的测定

晶体结构和变形方式

冶金因素对转变的影响

零件尺寸

晶粒尺寸

成分和显微组织

同素异构转变和显微组织

应变速度对韧性的影响

各向异性现象

体心立方高熔点金属的转变

铁磁性合金的转变

密排六方金属的转变

韧性断裂

断裂的分类

失效的各种机理和有关环境

因素引起的失效

失效类型的鉴别

脆性断裂

疲劳断裂

受环境影响的断裂

断裂类型的确定

断裂分类

韧性和脆性断裂

断裂源

由韧性向脆性断裂的转变

缺口效应

断裂起点

加工不当引起的失效

材料缺陷引起的失效

成形

机加工

熔焊和钎焊

热处理不当引起的失效

钢的淬火开裂

电镀不当引起的失效

残余应力引起的失效

脆化引起的失效

使用中损伤引起的失效

光滑试样的全塑性断裂

宏观断裂特征

附录韧性和脆性断裂的特征

平面应变和平面应力

微孔聚集引起的穿晶断裂

微观断裂特征

由解理引起的穿晶断裂

由准解理引起的穿晶断裂

沿晶断裂

与疲劳有关的概念

疲劳寿命预测

疲劳失效

疲劳极限和疲劳强度

S-N曲线

疲劳断裂的几个阶段

疲劳缺口系数

应力集中系数

海滩标记

断口特征的宏观显示

裂纹萌生

疲劳开裂

断口特征的微观显示

裂纹的扩展

旋转弯曲

对称循环弯曲

加载方式与零件形状的影响

单向弯曲

扭转加载

过应力和应力集中的影响

应力对疲劳强度的影响

加载频率的影响

应力集中对疲劳强度的影响

设计对疲劳强度的影响

材料状态对疲劳强度的影响

表面不连续性

不连续性对疲劳强度的影响

亚表面不连续性

合金偏析

热处理对疲劳强度的影响

制造方法对疲劳强度的影响

高温疲劳破坏

接触疲劳

热疲劳

腐蚀疲劳

疲劳损伤和寿命的测定

检验制度与技术

极限分析

经典设计

畸变失效

过载

不正确的规范

不符合规范的要求

畸变失效的分析

缺陷修补

特殊形式的畸变失效

磨料磨损

粘着磨损

磨损失效

磨损类型

腐蚀磨损

摩擦在磨损中的作用

粘着磨损的机理

磨料磨损的机理

磨料磨损

润滑磨损

润滑剂

润滑剂失效导致磨损

润滑剂失效的防止

磨损失效的分析

无润滑磨损

磨损零件的实验室检验

使用经历在失效分析中的重要性

显微组织的影响

材料性能对磨损的影响

综合磨损机理

表面疲劳麻点的评价

表面形貌

摩擦系数

接触应力对磨料磨损的影响

剪应力

接触应力

磨损速率

环境的影响

微振磨蚀原理

微振磨蚀特征

微振磨蚀失效

微振磨蚀的预防

微振磨蚀的识别

钢丝绳的微振磨蚀

引入残余应力

振动的消除或减少

润滑

微振磨蚀失效的实例

滑动轴的微振磨蚀

破灭压力

气穴现象

液体冲蚀失效

液体冲击腐蚀

冲蚀损伤的特征

金属抗损伤的能力

液体冲蚀失效的分析

腐蚀的影响

冲蚀损伤的预防

腐蚀失效的分析

影响腐蚀失效的因素

腐蚀失效

实验室初步检验

现场取样

失效零件的经历

现场检验

分析鉴定

微观检验

腐蚀试验方法的来源

腐蚀试验

不完善数据的分析

腐蚀速率和腐蚀类型

均匀腐蚀

点腐蚀

选择性沥取

脱锌

晶间腐蚀

石墨腐蚀

对夹杂物的选择腐蚀

浓差电池腐蚀

缝隙腐蚀

海水中的电偶序列

电偶腐蚀

温差电池

相容金属的选择

影响水中腐蚀的流速

厌氧菌的影响

菌和生物结污腐蚀

海洋有机体的结污（生物结污）

需氧菌的影响

埋地金属的腐蚀

大气腐蚀

农业大气

海洋大气

工业大气

改变合金、热处理或产品形式

改进和预防措施

热带大气

使用树脂基和无机涂层

使用金属涂层

使用电解或化学涂层及表面处理

使用惰性润滑剂

使用电偶作用防护方法

使用阻蚀剂

改变设计以控制腐蚀

变量的连续监控

改变pH值和外加电位

铸铁

全面腐蚀

碳钢和低合金钢

全面腐蚀的特点

不锈钢

铝及铝合金

耐热合金

镍及Monel合金

铜及铜合金

钛

制造过程中产生的应力源

应力腐蚀开裂

使用过程中产生的应力源

应力腐蚀裂纹的一般特征

裂纹的产生与扩展

应力腐蚀开裂独有的特性

应力腐蚀开裂理论

金属对应力腐蚀开裂的敏感性

环境影响

应力腐蚀开裂时应力的影响

应力腐蚀开裂的通道

特定离子和物质

大气环境

使用环境

被沥取的物质

加工流程和配料

失效分析的作法

装配环境

使用前的环境

制造环境

宏观检验

断口表面特征的观察

微观检验

模拟使用试验

金相分析

化学分析

硝酸盐溶液中的开裂

锅炉的碱性开裂

变形碳钢和低合金钢

奥氏体不锈钢

氨中开裂

铁素体不锈钢

马氏体和沉淀硬化不锈钢

马氏体时效钢

铝合金

铜及铜合金

钛及钛合金

镍及镍合金

镁合金

机理

与应力腐蚀开裂的区别

液体金属致脆

各种金属的敏感性

充氢开裂

氢损伤的类型

氢损伤失效

氢致鼓泡

氢致低应变速率脆化开裂

脱碳造成氢致开裂

分子氢造成的开裂

氢化物造成的开裂

静疲劳条件下的氢致开裂

碳钢和低合金钢

水和稀释的水溶液造成的开裂

硫化氢造成的开裂

不锈钢

耐热合金

马氏体时效钢

钛和钛合金

铝和铅合金

失效分析

过渡和难熔金属与合金

失效的预防

频率的影响

循环应力的影响

腐蚀疲劳失效

环境影响

应力波形的影响

对裂纹形成的影响

腐蚀疲劳失效分析

环境化学活性的影响

改进措施

蠕变

高温失效

持久

高温疲劳

时效和过时效

穿晶－沿晶断裂转变

热疲劳

冶金不稳定性

碳化物的反应

金属间相的沉淀

环境引起的失效

沉淀过程的交互作用

腐蚀和腐蚀－磨蚀

一般氧化

增碳

碳－氮交互作用

同熔融金属相接触的情况

与熔盐相接触的情况

分析高温失效用的设备和试验方法

高温失效的分析技术

早期失效的成因

燃气涡轮部件

蒸汽涡轮部件

内燃机阀门

蒸汽重整炉部件

石油加工部件

热处理炉的部件

焚化设备

水泥厂设备

军械零件

铂和铂－铑部件

热电偶

与失效有关的异常特征

平轧材及线材

服役失效的分析与预防：主要加工

工艺过程的产品

冷成形件的失效

失效的预防

来自铸锭的缺陷

锻件的失效

锻造引起的各向异性

应力集中的作用

设计和失效的关系

锻造引起的机械性缺陷

锻件失效的起因

与材料选择有关的失效

各向异性的作用

与疲劳有关的失效

与非金属夹杂物有关的失效

与偏析有关的失效

与显微组织有关的失效

与锻造缺陷有关的失效

与锻后处理有关的失效

过烧

与热处理有关的失效

淬火裂纹

增碳与脱碳

与氢致损伤有关的失效

腐蚀

与工作环境有关的失效

磨损

微振磨蚀

与机械性损伤有关的失效

冲蚀－腐蚀

钢铁铸件中可能产生的缺陷

钢铁铸件的失效

表面不连续性缺陷的影响

失效分析的作法

缩松

内部不连续缺陷的影响

显微组织的影响

气孔疏松；夹杂物

成分不正确的影响

不正确热处理的影响

应力集中的影响

由于服役条件导致的失效

分析作法

焊接件的失效

热裂纹；冷裂纹

电弧焊中的失效源

打弧和火焰凿伤

低碳钢电弧焊中的失效

可硬化碳钢在电弧焊接中的失效

电弧焊接合金钢的失效

电弧焊接不锈钢的失效

电弧焊接耐热合金的失效

电弧焊接铝合金的失效

钛及其合金在电弧焊接中的失效

电渣焊缝的失效源

气电焊焊缝中的失效源

电阻焊缝中的失效

电阻弧光压接焊缝中的失效源

电阻对接焊缝中的失效源

摩擦焊缝中的失效源

电子束焊缝中的失效源

激光束焊缝中的失效源

高频感应焊缝中的失效源

实例

界面腐蚀

钎焊接缝的失效

夹杂物

疏松

钎焊不完全

过度合金化

失效轴件的检验

断裂源

服役失效的分析与预防：

加工构件及装配件

轴件的失效

作用在轴上的应力系

疲劳失效

磨损

接触疲劳

轴件的腐蚀

轴件的变形

轴件的脆性断裂

轴件的韧性断裂

轴件常见的应力提升源

轴件的蠕变及持久断裂

轴件的微振磨蚀

轴径变化的影响

压配合构件

纵向沟槽

不适当的机械加工

加工过程的影响

识别标记

热处理

内部的不连续性缺陷

冶金因素的影响

表面的不连续性缺陷

韧性及转变温度

表面覆盖层的作用

轴承特性数

滑动轴承的失效

轴承的润滑

滑动轴承材料

滑动轴承材料的性能

三金属轴承

失效分析作法

失效机理

外来质点的影响

润滑对轴承失效的影响

热脆失效

工作温度的影响

过载的影响

装配不当的影响

亚表面不连续性缺陷的影响

轴颈形状

表面光洁度

表面不连续性缺陷的影响

轴的设计

轴承套的设计

薄壁型轴承

轴承材料

滚动轴承的失效

失效轴承的检验

轴承的额定性能

失效形式

磨损失效

微振磨蚀失效

塑性变形失效

腐蚀失效

起源于表面的疲劳失效

滚动接触疲劳失效

起源于亚表面的疲劳失效

整体失效

装配操作的影响

轴承构件的热处理及其硬度

薄膜润滑

滚动轴承的润滑

有效的油和油脂润滑

密封设计

机械端面密封的失效

运行条件

密封环材料

常见的失效原因

常见的失效形式

密封件的腐蚀

机械损伤

热损伤

详细失效分析

初步检查

失效的迹象

流体动力缸的失效

活塞杆的失效

动力缸失效的起因

与流体动力缸有关的装置

缸体和缸盖之间接头的失效

系杆的失效

缸体的失效

支座、接头和弹簧的失效

起重设备的失效

起重设备的常用材料

滑轮

钢丝绳

钢丝绳压力

卷筒

链条

吊钩

C形吊钩设计

轴件

起重架及有关构件

失效源

机械紧固件的失效

紧固件失效的起因

螺纹紧固件中的疲劳

裂隙腐蚀

大气腐蚀

微振磨蚀

螺纹紧固件中的腐蚀

应力腐蚀开裂

电化腐蚀

氢致损伤

镀锌层

腐蚀的防护

高温下的紧固件性能

镀铝层

镀镉层

铆钉

铆钉失效的类型

封闭式紧固件

半永久性销钉

销钉类紧固件

快速装拆销

特殊用途的紧固件

弹簧失效的检查

一般失效机理

弹簧的失效

工作条件

材料缺陷引起的失效

设计中差错引起的失效

失效的一般起因

加工引起的失效

腐蚀引起的失效

工作条件引起的失效

设计对失效的影响

模具的失效

热处理不良引起的失效

奥氏体化温度的影响

热处理之后操作引起的失效

热作模具

齿轮的类型

齿轮的失效

轮齿的啮合

运转载荷

齿轮失效的分类

齿轮材料

润滑和齿轮轮齿的磨损

齿轮的磨损和磨损失效

擦伤

腐蚀磨损

磨粒磨损

表面疲劳失效

初始点蚀

剥落

塑性变形失效

表面疲劳和润滑

疲劳折断

折断失效

过载折断

关于齿轮失效类型和原因的统计资料

锅炉和有关火力发电厂设备的失效

失效分析的作法

火电设备失效的特有起因

涉及管件突然破裂的失效

过热引起的破裂

脆化引起的破裂

腐蚀或结垢引起的失效

水侧腐蚀

结垢

烟气侧腐蚀

煤灰腐蚀

油灰腐蚀

疲劳失效

冲蚀引起的失效

应力腐蚀开裂失效

多形式失效

换热器的失效

管系的特性

失效零件的检查

换热器失效的起因

腐蚀

裂隙腐蚀

合金脱失

冲击腐蚀

应力腐蚀开裂

腐蚀疲劳

设计的影响

焊接工艺的影响

高温的影响

失效分析作法

使用不适宜合金的影响

压力容器的失效

冶金不连续性缺陷的影响

加工过程的影响

复合材料制作的压力容器

应力腐蚀和氢脆

脆性断裂

韧性断裂

蠕变和持久断裂

疲劳

金属矫形植入物的失效

失效报导

植入物所处的环境介质

矫形植入物常用合金

失效的机理

失效机理之间的相互影响

失效源

材料选择和制造

植入和取出

患者滥用

失效分析方法

索引（英汉对照）

本卷所用缩写词及符号

本卷失效分析实例索引

附录（主词条汉英对照）