機械零件失效分析 主要的失效形式有哪些?
日期：2022-11-17 16:00:08 瀏覽量：1790 標簽: 失效分析
機械零件由于某些原因喪失工作能力或達不到設計要求的性能時，稱為失效。失效分析的結果，既可對零件的失效形式加以預測，又是零件選材的依據，同時又可以對合理制訂零件的制造工藝、優化零件的結構設計，以及新材料的研制和新工藝的開發等提供有指導意義的數據。本文收集整理了一些資料，期望能對各位讀者有比較大的參閱價值。
_20221117155853_258.jpg "機械零件失效分析 主要的失效形式有哪些?")
一、機械零件的失效形式主要有：
1、整體斷裂
零件在受拉、壓、彎、剪和扭等外載荷作用時，由于某一危險截面上的應力超過零件的強度極限而發生的斷裂，或者零件在受變應力作用時，危險截面上發生的疲勞斷裂均屬此類。例如螺栓的斷裂、齒輪輪齒根部的折斷等。
2、過大的殘余變形
如果作用于零件上的應力超過了材料的屈服極限，則零件將產生殘余變形。機床上夾持定位零件的過大的殘余變形，要降低加工精度；高速轉子軸的殘余撓曲變形，將增大不平衡度，并進一步引起零件的變形。
3、零件的表面破壞
零件的表面破壞主要是腐蝕、磨損和接觸疲勞。腐蝕是發生在金屬表面的一種電化學或化學侵蝕現象。腐蝕的結果是使金屬表面產生銹蝕，從而使零件表面遭到破壞。與此同時，對于承受變應力的零件，還會引起腐蝕疲勞的現象。
磨損是兩個接觸表面在作相對運動的過程中表面物質喪失或轉移的現象。
腐蝕、磨損和接觸疲勞都是隨工作時間的延續而逐漸發生的失效形式。處于潮濕空氣中或與水、汽及其他腐蝕性介質相接觸的金屬零件，均有可能發生腐蝕現象；所有做相對運動的零件接觸表面都有可能發生磨損；而在接觸變應力條件下工作的零件表面也將有可能發生接觸疲勞。
4、破壞正常工作條件引起的失效
有些零件只有在一定的工作條件下才能正常地工作。例如，液體摩擦的滑動軸承，只有在存在完整的潤滑油膜時才能正常地工作；帶傳動和摩擦輪傳動，只有在傳遞的有效圓周力小于臨界摩擦力時才能正常地工作；高速轉動的零件，只有其轉速與轉動件系統的固有頻率避開一個適當的間隔時才能正常地工作等。如果破壞了這些必備的條件，則將發生不同類型的失效。例如，滑動軸承將發生過熱、膠合、磨損等形式的失效；帶傳動將發生打滑的失效；高速轉子將發生共振從而使振幅增大，以致引起斷裂的失效等。
零件到底經常發生哪種形式的失效，這與很多因素有關，并且在不同行業和不同的機器上也不盡相同。根據參考文獻中對1378項失效所進行的分類結果來看，由于腐蝕、磨損和各種疲勞破壞所引起的失效就占了73.88%，而由于斷裂所引起的失效只占4.79%。所以可以說，腐蝕、磨損和疲勞是引起零件失效的主要原因。
二、機械零件的失效分析
失效分析的目的是找出產生失效的主導因素，為能準確確定零件的主要使用性能提供可靠依據。例如，各類發動機曲軸的選材，按傳統的知識認為，曲軸工作中主要承受高的沖擊性和耐磨性，基本是應用45鋼制造。而進行失效分析結果證實，曲軸的主要失效形式是疲勞斷裂，所以疲勞強度應是曲軸設計、制造的主要使用性能指標，選用球墨鑄鐵制造質優、耐用又價廉。可見，了解失效形式是正確選材的基本前提之一。
實際上，一個零件的失效往往是相當復雜的，常常不是單一原因造成的，而是多種因素共同作用的結果。所以，失效分析是一項涉及面很廣的復雜的技術工作，必須要有一個科學的方法，合理的工作程序。
首先，對零件使用現場進行調查。了解零件的工作環境和失效經過，拍照記錄相關零件的受損情況、零件的使用壽命，收集并保存失效零件殘體供分析用。
其次，收集零件用材和制造工藝檔案資料。復查零件材料的化學成分和原材料質量，詳細了解零件的毛坯制造、機械加工、熱處理等工藝和操作過程。
第三，失效零件本身的檢測分析。對失效零件進行損傷處的外觀分析（了解零件的損傷種類，尋找損傷的起源，觀察損傷部位的表面粗糙度和幾何形狀等），并取樣進行斷口分析、金相分析、力學性能測試等。還要分析在失效零件上收集到的腐蝕產物的成分、磨屑的成分等，必要時還要進行無損探傷、斷裂力學分析等。
綜合上述各方面的調查和分析結果，判斷影響零件失效的各種因素，排除不可能或非重要的因素，最終確定零件失效的真正原因，特別是起決定作用的主要原因。我公司擁有專業工程師及行業精英團隊，建有標準化實驗室3個，實驗室面積1800平米以上，可承接電子元器件測試驗證、IC真假鑒別，產品設計選料、失效分析，功能檢測、工廠來料檢驗以及編帶等多種測試項目。
