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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