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第一章 概述 1

1.1 失效分析的意义和目的 1

1.2 失效形式和原因分类 1

1.2.1 失效形式 1

1.2.2 失效原因 1

1.3 失效分析步骤 1

第二章 分析方法 3

2.1 宏观分析 3

2.1.1 宏观分析的意义 3

2.1.2 宏观分析手段及方法 3

2.2 微观分析 8

2.2.1 光学显微镜 8

2.2.2 扫描电镜 13

2.2.3 透射电镜 18

2.3 模拟对比试验 20

2.4 断口清洗方法 21

第三章 疲劳失效分析 23

3.1 疲劳断裂分类 23

3.2 疲劳裂纹萌生 26

3.3 疲劳裂纹的扩展 27

3.4 疲劳断口的形貌特征 29

3.4.1 高周疲劳断口 29

3.4.2 低周疲劳 34

3.4.3 腐蚀疲劳 36

3.4.4 晶间疲劳 37

3.4.5 微振疲劳 38

3.4.6 热疲劳 38

3.5 影响疲劳性能的因素 39

3.5.1 抗拉强度 39

3.5.2 切口效应 39

3.5.3 表面状态的影响 40

3.5.4 冶金因素 41

3.5.5 腐蚀介质 42

3.6 疲劳失效实例 42

3.6.1 双金属涡圈断裂分析 42

3.6.2 垂直齿轮失效分析 43

3.6.3 齿圈断裂分析 44

3.6.4 主联杆失效分析 46

3.6.5 软轴的失效及其喷丸强化 47

3.6.6 减震弹簧断裂分析 50

3.6.7 吊架失效分析 51

3.6.8 耳片接头失效分析 53

3.6.9 起落架外筒失效分析 54

3.6.10 拉力弹簧断口分析 55

3.6.11 煤油导管疲劳失效分析 56

3.6.12 防扭臂失效分析 57

3.6.13 卡箍轴颈的微振疲劳失效 59

3.6.14 配重卡箍的微振疲劳失效 60

3.6.15 斜盘轴承钢球失效分析 60

第四章 延性断裂失效分析 62

4.1 延性断裂的宏观特征 62

4.1.1 拉伸断口 62

4.1.2 冲击断口 63

4.1.3 沿晶韧断断口 63

4.2 延性断裂的微观特征 64

4.2.1 韧窝的形状 64

4.2.2 影响韧窝尺寸大小的因素 64

4.2.3 沿晶韧断 64

4.3 延性断裂分析实例 65

4.3.1 转子轴断裂失效分析 65

4.3.2 小轴断裂失效分析 66

4.3.3 花键轴断裂失效分析 67

4.3.4 分配杆破断失效分析 68

第五章 脆性断裂失效分析 70

5.1 穿晶脆断 70

5.1.1 宏观特征 70

5.1.2 微观特征 70

5.1.3 影响解理开裂的因素 70

5.2 穿晶脆断失效分析实例 72

5.2.1 ML15铆钉掉头分析 72

5.2.2 磁钢片校正断裂分析 74

5.2.3 铍青铜弹簧片断裂分析 75

5.3.4 黄铜螺钉断裂分析 76

5.3 沿晶脆断 77

5.3.1 沿晶脆断特征 77

5.3.2 应力腐蚀开裂 78

5.3.3 氢脆 79

5.3.4 液体金属致脆 80

5.3.5 三轴向应力的作用 82

5.3.6 过热、过烧及回火脆断口特征 83

5.3.7 其他原因导致的沿晶脆断 84

5.4 沿晶脆断失效分析实例 84

5.4.1 联接螺栓断裂分析 84

5.4.2 苏制联接螺栓断裂分析 86

5.4.3 弹簧氢脆断裂分析 86

5.4.4 螺钉断裂分析 88

5.4.5 螺栓氢脆断裂分析 88

5.4.6 T8A弹簧片脆断分析 89

5.4.7 伊尔18铝铆钉应力腐蚀开裂 90

5.4.8 QBe1.9波纹管应力腐蚀开裂分析 91

5.4.9 燃油泵斜盘失效分析 92

5.4.10 分油盘磨损裂纹分析 94

第六章 腐蚀失效 96

6.1 腐蚀失效分类 96

6.2 影响腐蚀的因素 96

6.3 点蚀 97

6.3.1 影响点蚀形成因素 97

6.3.2 点蚀形貌特征 97

6.3.3 点蚀的预防 97

6.4 剥蚀 98

6.4.1 剥蚀的形貌特征 98

6.4.2 改善剥蚀的途径 99

6.5 应力腐蚀 99

6.5.1 应力腐蚀开裂的特点 99

6.5.2 应力腐蚀开裂的形貌特征 100

6.5.3 预防措施 101

6.6 局部腐蚀对材料疲劳强度的影响 101

6.7 腐蚀失效实例 102

6.7.1 活门开裂分析 102

6.7.2 螺帽裂纹分析 103

6.7.3 扭力弹簧失效分析 103

6.7.4 助力器后壳体裂纹分析 105

6.7.5 小油缸表面起泡分析 109

6.7.6 助力器活塞裂纹分析 110

6.7.7 GR—13型热电偶失效分析 112

6.7.8 柱塞弹簧断裂失效分析 113

6.7.9 二级叶片折断分析 114

6.7.10 铝叶片剥蚀损伤及其预防 115

6.7.11 传动小轴失效分析 117

第七章 高分子材料PMMA、PC断口分析 119

7.1 断口研究方法 119

7.1.1 宏观研究方法 119

7.1.2 微观研究方法 119

7.1.3 断口清洁方法 121

7.2 断口形貌特征分析 121

7.2.1 静载断口 121

7.2.2 动载断口 122

7.3 实例分析 126

7.3.1 舱盖爆破分析 126

7.3.2 舱盖螺栓孔裂纹分析 127

第八章 锻造缺陷 129

8.1 过热过烧 129

8.1.1 过热 129

8.1.2 过烧 130

8.1.3 防止过热过烧的方法 133

8.2 锻造裂纹 133

8.2.1 原材料缺陷引起的裂纹 134

8.2.2 锻造工艺不当引起的裂纹 135

8.2.3 热脆和铜脆 138

8.2.4 锻造裂纹的预防 139

8.3 锻造折叠 140

8.4 锻造流线缺陷 142

8.5 铝锻件的氧化膜 143

8.6 锻造缺陷分析实例 145

8.6.1 铝青铜粗晶环引起锻造裂纹 145

8.6.2 镉铜热轧裂纹分析 146

8.6.3 航向陀螺铜转子裂纹分析 147

8.6.4 导架锌脆 148

8.6.5 天线杆断裂分析 148

8.6.6 排气门摇臂失效分析 149

8.6.7 牵引电机轴的低周疲劳失效 151

8.6.8 液压泵斜盘分析 151

8.6.9 滚珠破裂失效分析 153

第九章 铸造缺陷 155

9.1 缩孔、缩松 155

9.2 气孔 158

9.3 铝合金针孔 160

9.4 缩裂一线性缩松 160

9.5 热裂 161

9.6 冷裂 163

9.7 夹杂 164

9.8 冷隔、冷豆 166

9.9 偏析 167

9.10 燃烧 169

9.11 铸造缺陷实例 170

9.11.1 左鱼鳞板裂纹分析 170

9.11.2 缓冲器硬质点分析 170

9.11.3 螺栓断裂分析 170

9.11.4 轮毂裂纹分析 172

9.11.5 轮毂断裂分析 172

9.11.6 活塞裂纹分析 173

9.11.7 ZL—401压铸件脆断及切削困难分析 174

9.11.8 接头裂纹分析 174

9.11.9 精铸件裂纹分析 175

9.11.10 轮毂漏气分析 176

9.11.11 壳体裂纹分析 176

第十章 焊接缺陷 177

10.1 熔化焊缺陷 177

10.1.1 焊接裂纹 177

10.1.2 气孔 186

10.1.3 未焊透 187

10.1.4 夹渣 187

10.2 压力焊缺陷 188

10.2.1 裂纹 188

10.2.2 飞溅 189

10.2.3 未焊透 189

10.2.4 过热、过烧、熔化与烧穿 190

10.3 钎焊缺陷 190

10.3.1 间隙未填满 191

10.3.2 裂纹 191

10.3.3 钎缝金属中小气孔 192

10.3.4 夹渣 192

10.4 焊接缺陷实例分析 193

10.4.1 液化石油气钢瓶爆裂形态分析 193

10.4.2 端盖组件裂纹分析 196

10.4.3 分级活塞断裂分析 197

10.4.4 电磁铁芯高频钎焊缺陷分析 197

10.4.5 空气压力感受器中不锈钢档板掉落原因分析 198

10.4.6 助力器试验台弹簧断裂分析 200

10.4.7 加力总管开裂失效分析 201

10.4.8 电机轴断裂失效分析 202

10.4.9 起落架摇臂失效分析 202

第十一章 热处理缺陷 205

11.1 热处理应力 205

11.1.1 热应力 205

11.1.2 相变应力（组织应力） 205

11.1.3 热应力和相变应力的叠加 205

11.2 影响零件淬火应力的因素 206

11.2.1 冷却速度 206

11.2.2 形状尺寸 206

11.2.3 化学成份 206

11.3 热处理应力与缺陷 207

11.4 淬火裂纹的类型 207

11.4.1 纵向裂纹 208

11.4.2 横向裂纹 209

11.4.3 表面裂纹 209

11.4.4 磨裂 210

11.4.5 剥离裂纹 210

11.4.6 显微裂纹 212

11.5 热处理裂纹的鉴别 212

11.6 影响热处理裂纹的诸因素 214

11.6.1 材料 214

11.6.2 热处理工艺 215

11.6.3 零件的几何形状与切削加工 216

11.7 热处理常见缺陷 216

11.7.1 氧化脱碳 216

11.7.2 残余奥氏体 217

11.7.3 过热过烧 219

11.7.4 淬火软点和硬度不足 221

11.7.5 回火脆 221

11.7.6 石墨化脆性 223

11.7.7 球化不良 224

11.7.8 过时效 224

11.7.9 腐蚀 225

11.7.10 渗碳常见组织缺陷 225

11.7.11 气体氮化常见组织缺陷 228

11.7.12 碳氮共渗常见组织缺陷 230

11.8 热处理缺陷实例 231

11.8.1 氮化螺杆断裂失效分析 232

11.8.2 活塞杆“梅花斑”缺陷分析 233

11.8.3 传动轴齿断裂分析 235

11.8.4 压缩弹簧裂纹分析 236

11.8.5 尾炮塔环圈裂纹分析 237

11.8.6 DT4衔铁弯曲皱纹 238

11.8.7 连接销的失效分析 238

11.8.8 波纹管的失效分析 240

11.8.9 Cr17Ni2叶片失效分析 243

11.8.10 柴油机连杆裂纹分析 247

11.8.11 助力器固定销失效分析 248

第十二章 冷加工成型缺陷 250

12.1 磨削损伤 250

12.1.1 常见磨削损伤 250

12.1.2 磨削烧伤的检查方法 252

12.1.3 磨削损伤对性能的影响 253

12.1.4 磨削损伤的影响因素及其预防 255

12.2 切削加工缺陷 259

12.2.1 常见加工缺陷及其对性能影响 259

12.2.2 常见加工缺陷的成因及其预防 260

12.3 其他加工缺陷 262

12.3.1 冷镦、挤压和拉伸成型缺陷 262

12.3.2 冲裁、弯曲和滚压收口缺陷 263

12.3.3 线切割加工缺陷 264

12.3.4 电解加工缺陷 264

12.3.5 加工中常见原材料缺陷 266

12.4 冷加工成型缺陷实例 267

12.4.1 冷镦硬化引起的加工困难 267

12.4.2 冷镦折叠 267

12.4.3 HPb59—1黄铜零件滚丝“掉渣” 268

12.4.4 导套加工表面鳞刺 268

12.4.5 后罩冲压拉伸破裂 269

12.4.6 螺栓滚丝裂纹 269

12.4.7 铆钉开裂 270

12.4.8 柱塞收口开裂 271

12.4.9 轴颈加工硬块分析 272

12.4.10 滑油管咀失效分析 273

12.4.11 包端管裂纹分析 273

12.4.12 镀锌件表面“白霜”和发黑 275

12.4.13 电枢轴裂纹分析 276

12.4.14 轴颈断裂失效分析 277

12.4.15 鼓风叶轮失效 278

12.4.16 螺栓断裂分析 279

12.4.17 壳体失效分析 281

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