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    失效分析

    金屬材料及零部件失效分析

    1.簡介

    不同種類的金屬材料和結構件,在載荷、溫度、介質等力學及環境因素作用下,經常以磨損、腐蝕、斷裂、變形等方式失效。

    金屬材料失效分析是對金屬及制品如機械零件磨具、金屬等產品,根據失效模式和現象,通過分析和驗證,模擬重現失效的現象,找出失效的原因,挖掘出失效的機理的活動。

    通過失效分析,找出失效原因,提出有效改進措施以防止類似失效事故的重復發生,從而保證工程的安全運行是必不可少的。

    TBK檢測能夠運用有損分析,無損分析,物理分析,化學分析等失效分析方法以及先進的儀器對產品進行失效分析,分析失效原因,找出技術管理方面的薄弱環節,改進產品可靠性,提高產品質量。。

     

    2.常見失效類型

    常見的材料失效類型主要有:斷裂失效、腐蝕失效、疲勞失效、磨損失效、變形失效;

    常見材料失效原因歸納:結構設計不合理、選材不當、冶金缺陷、成型工藝缺陷、熱處理工藝不當、化學試劑腐蝕引起的失效等。

     

    3.失效分析常用手段

    失效分析

    外觀檢測

    金相分析(微觀組織、冶金質量、成型工藝、熱處理工藝分析)

    斷口分析(斷口宏觀形貌、斷口微觀結構、斷裂形式、斷裂機理、斷裂原因分析)

    成分分析(材質定性定量分析)

    機械性能分析(抗拉強度、延伸率、硬度等)

     

    金相分析:

    金相分析是研究和評定金屬材料內在質量、分析材料顯微組織的一種常規檢2驗方法,通過對金屬材料內部組織進行金相分析可以預測和判斷金屬的性能及冶金質量、成型工藝、熱處理工藝是否優良。

    金相分析

    鋼的低倍組織及缺陷分析

    高溫合金高、低倍組織分析

    軸承鋼顯微組織分析

    低碳鋼游離滲碳體組織分析

    鋼制鍛件金相組織

    工具鋼網狀碳化物分析

    低碳光珠光體組織分析

    奧氏體組織

    馬氏體等級

    球墨鑄鐵石墨球化等級

    鑄鐵石墨形狀

    灰鑄鐵金相組織

    平均晶粒度測定

    非金屬夾雜物顯微評級

    滲氮/脫碳層厚度

     

    斷口分析 斷口分析
    解理斷裂 沿晶斷裂

     

    金相組織分析

     

    金相分析 金相分析
    (40Cr鋼:回火S+部分T+條狀及網狀F,根據GB/T 13320評級為5.5級。并且受帶狀組織的影響,組織具有不均勻性。) (鋅鋁合金過時效:析出相增多,形狀改變,顆粒聚集,并變得粗大)

     

    斷口分析:

    斷口分析技術是對金屬構件的斷口形貌進行宏觀和微觀分析研究的一種方法,通常斷口分析借助光學顯微鏡、掃面電子顯微鏡或透射電鏡來對金屬材料斷口進行觀察分析,是研究材料失效原因的重要手段。

    通過對材料斷口的宏觀形貌的微觀結構分析,可以得出材料發生斷裂失效的原因和斷裂機理,斷口分析對查找工件失效原因、提出失效預防措施和提高產品質量具有重要的意義。

    成分分析:

    金屬材料化學成分的含量及形態決定著金屬的性能和質量,冶金過程中不同元素、不同含量對金屬材料性能的影響大不相同,準確分析金屬材料的化學成分對于材料性能的鑒別具有重要作用。

    金屬材料化學成分分析可以分為儀器法和化學法,儀器法周期短、效率高,化學法對于高含量元素能夠準確定性定量,但過程較復雜、耗時較長。常見的儀器分析方法主要有紫外可見分光光度法、原子吸收光譜法、X射線熒光光譜法、原子發射光譜分析、電感耦合等離子體發射光譜儀等。

     

    材料分類

    測試項目

    測試方法

    鋼及合金材料

    元素分析(碳、硅、錳、硫、磷、鎳、鉻、鉬、鈦、鐵等)

    牌號鑒定、表面元素分析、能譜分析

    ①電火花直讀光譜分析;

    ②原子吸收光譜分析;

    X射線熒光光譜分析(XRF);

    ④能譜分析(EDS);

    ⑤電感耦合等離子體原子發射光譜分析;(ICP-OES

    ⑥電位滴定法分析。

    鋁及鋁合金

    元素分析(鎘、鈹、銅、鐵、鎂、鋰、錳、鎳、硅、鋁、鋅等)

    牌號鑒定

    鎂及鎂合金

    元素分析(鋁、錫、鋰、錳、鐵、硅、銅、鋅、鎳、鎂等)

    牌號鑒定

    鋅及鋅合金

    元素分析(鋁、鎂、鎳、銅、錳、鐵、錫、鎘、鋅等)

    牌號鑒定

    黃銅/青銅

    元素分析(錫、鉛、鐵、鎳、錳、鋅、鋁、鎂、鈹、銅等)

    牌號鑒定

     

    金屬失效分析的意義

    1.失效分析可以減少和預防同類失效現象的發生,從而減少經濟損失和提高產品質量。
    2.為企業技術開發、技術改造提供信息,增加企業產品技術含量,從而獲得更大的經濟效益。
    3.分析機械零件失效原因,為事故責任認定、偵破刑事犯罪案件、裁定賠償責任、保險業務、修改產品質量標準等提供科學依據。

     

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