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失效分析是一門(mén)跨學(xué)科的綜合性技術(shù)，近年開(kāi)始從軍工向普通企業(yè)普及。機(jī)械產(chǎn)品在服役中。因應(yīng)力、時(shí)間、介質(zhì)、溫度和操作失誤等因素的作用，失去了其原有的功能。這時(shí)通過(guò)失效分析，分析和驗(yàn)證，模擬重現(xiàn)失效的現(xiàn)象，找出失效的原因，挖掘出失效的機(jī)理的活動(dòng)。
 
機(jī)械失效的表現(xiàn)：
1. 完全不能工作，如發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸、連桿的斷裂；
2.雖然能工作，但不能完全規(guī)定的功能，就是功能衰退，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、活塞環(huán)嚴(yán)重磨損，間隙增大等；
3.能工作和完成規(guī)定功能，但是不能確保安全，應(yīng)更換維修，如經(jīng)長(zhǎng)期高溫運(yùn)行的壓力容器及其管道，內(nèi)部組織發(fā)生變化，繼續(xù)工作存在開(kāi)裂的危險(xiǎn)。
 
由于機(jī)械零件的失效，會(huì)使機(jī)床失去加工精度、輸氣管道發(fā)生泄漏、飛機(jī)出現(xiàn)故障等，嚴(yán)重的威脅人生命和生產(chǎn)的安全，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
1944年10月20日，美國(guó)東俄亥俄州燃?xì)夤疽夯烊粴庠O(shè)備，直徑21.3m，高12.8m的圓筒形儲(chǔ)氣罐，由于在1/3~1/2的高度處殼體破裂而噴出氣體和液體，隨后爆炸起火，20min后，另一臺(tái)內(nèi)徑為17.4m的球罐因受熱倒塌而爆炸，由此造成128人死亡，當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)680萬(wàn)美元，131人死亡。因此，機(jī)械零件的失效分析、研究失效機(jī)理、提出失效的預(yù)防措施具有十分重要的意義。
 
什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)失效？
1. 加工環(huán)節(jié)：冶煉、合成、澆鑄、熱軋、冷軋、熱處理、焊接、切割、及加工等。
2. 使用過(guò)程：過(guò)載載荷、惡劣環(huán)境、正常使用。
 
失效形式：
1、變形失效：變形失效包括扭曲、拉長(zhǎng)、漲大、蠕變等，引發(fā)的主要原因是零件在一定載荷條件下發(fā)生過(guò)量變形；有彈性變形失效和塑性變形失效。
2、斷裂失效：斷裂失效是機(jī)械零件失效的主要形式，可以分為韌性斷裂失效和脆性斷裂失效。一般來(lái)說(shuō)，材料斷面收縮率大于5%為韌性斷裂，小于5%為脆性斷裂。
3、表面損傷失效：由于磨損、疲勞、腐蝕等原因，使機(jī)械零件表面失去正常工作所以需要的形狀、尺寸和表面粗糙度造成的失效，成為表面損傷失效。
磨損失效：磨損是由于機(jī)械作用、化學(xué)反應(yīng)（包括熱化學(xué)、電化學(xué)、力化學(xué)等反應(yīng)），材料表面物質(zhì)不斷損失或產(chǎn)生殘余變形和斷裂的現(xiàn)象。提高材料耐磨性的主要途徑是進(jìn)行表面強(qiáng)化。
腐蝕失效：腐蝕失效是由于化學(xué)或電化學(xué)腐蝕而造成機(jī)械零件尺寸和性能的改變而導(dǎo)致的。合理的選用耐腐蝕材料，在材料表面涂覆防護(hù)層，采用電化學(xué)保護(hù)及采用緩蝕劑可以有效提高材料的抗腐蝕能力。
表面疲勞失效：表面疲勞失效是指兩個(gè)相互接觸的機(jī)械零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在交變接觸應(yīng)力作用下，機(jī)械零件表面層材料發(fā)生疲勞而脫落所造成的失效。
4、材料的老化
高分子材料在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中發(fā)生變脆、變硬或變軟、變黏等現(xiàn)象，從而失去原有性能指標(biāo)的現(xiàn)象，成為材料的老化。
 
失效原因：
1、設(shè)計(jì)不合理：機(jī)械零件設(shè)計(jì)不合理主要表現(xiàn)在機(jī)械零件尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。例如過(guò)度圓角太小、尖銳的缺口、尖角等會(huì)造成較大的應(yīng)力集中而導(dǎo)致失效；另外，對(duì)機(jī)械零件的工作條件及過(guò)載情況估計(jì)不足，設(shè)計(jì)承載能力不夠，忽略或低估溫度、介質(zhì)等因素的影響，也會(huì)造成零件失效。
2、選材錯(cuò)誤
選材所依據(jù)的性能指標(biāo)，不能反映材料對(duì)實(shí)際失效形式的抗力，不能滿足工作條件的要求，錯(cuò)誤地選擇了材料。另外，材料地冶金質(zhì)量太差，如存在夾雜物、偏析等缺陷，也是失效地源頭。
3、加工工藝不當(dāng)
在加工或加工過(guò)程中，由于采用的工藝不當(dāng)而產(chǎn)生地這種質(zhì)量缺陷，例如較深地切削刀痕、磨削裂紋等，都有可能引發(fā)失效。而處理時(shí)，冷卻速率不夠、表現(xiàn)脫碳、淬火變形和開(kāi)裂，也是引發(fā)失效地重要原因。
4、裝配使用不當(dāng)
在裝配成機(jī)器或裝置地過(guò)程中，由于裝配不當(dāng)、對(duì)中不好、過(guò)緊過(guò)過(guò)松都會(huì)使零件產(chǎn)生附近能力或振動(dòng)，造成失效。使用維護(hù)不良，不按工藝規(guī)程操作，也會(huì)造成失效。
 
中科檢測(cè)是具備CMA、CNAS資質(zhì)認(rèn)證的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，累計(jì)數(shù)十年檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)和資源團(tuán)隊(duì)，能對(duì)失效原因進(jìn)行檢測(cè)分析，并根據(jù)失效分析和根因?yàn)楫a(chǎn)品物料優(yōu)選、設(shè)計(jì)改進(jìn)和失效預(yù)防提供技術(shù)解決方案。