长沙失效分析 给予产品失效解决方案

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某载货汽车在实际使用过程中发生了油箱拉带断裂的现象，从而造成油箱脱落，导致严重的车毁人亡交通事故。
利用技术对油箱拉带的断口进行金相分析和宏观断口形貌分析，并结合油箱拉带的制造技术要求，从而得出油箱拉带断裂的原因。油箱拉带在制造过程中经剪切而成，其吊耳处边缘部位粗糙且存有微裂纹，再加上厚度达不到要求，强度明显降低，不断承受作用力使裂纹逐渐扩展导致拉带断裂，油箱拉带断裂属产品制造质量缺陷所致。
通过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题：如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。如果要求深入地研究材料的冶金因素和环境因素对断裂过程的影响，通常还要进行断口表面的微区成分分析、主体分析、结晶学分析和断口的应力与应变分析等。
随着断裂学科的发展，断口分析同断裂力学等所研究的问题更加密切相关，互相渗透，互相配合；断口分析的实验技术和分析问题的深度将会取得新的发展。断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。
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随着科学技术和工业生产的*发展，人们对机械零部件的质量要求也越来越高。材料质量和零部件的精密度虽然得到很大的提高，但各行业中使用的机械零部件的早期失效仍时有发生。通过失效分析,找出失效原因,提出有效改进措施以防止类似失效事故的重复发生,从而保证工程的安全运行是必不可少的。
失效分析相关行业
汽车零部件、精密零部件、模具制造、铸锻焊、热处理、表面防护等金属相关行业。
失效常见类型
设计不当引起的失效（结构设计不合理、设计硬度不足、选材不当、材料状态要求不合理）；
材料缺陷引发的失效（疏松、偏析、皮下气泡、缩孔、非金属夹杂、白点、异金属夹杂、表面腐蚀等）；
铸造缺陷引发的失效（缩孔与疏松、白口与反白口、球墨铸铁球化不良、夹渣、偏析碳化物、铸造裂纹、石墨漂浮等）；
锻造缺陷引发的失效（过热与过烧、锻造裂纹、热脆与铜脆、锻造折叠、高温氧化、退火不充分、锻造白点、锻造流线缺陷等）；
焊接缺陷引发的失效（焊接裂纹、未焊透与未熔合、焊接预热不当、夹渣与气孔、晶间腐蚀、应力腐蚀）；
热处理缺陷引发的失效（淬火裂纹、表面脱碳、渗碳/氮缺陷、回火裂纹等）；
冷加工成型缺陷引发的失效（磨削缺陷、切削缺陷、冷镦缺陷、冲/挤/拉伸成形缺陷等）。
失效分析常用手段
（1）断口分析:光学形貌分析,显微形貌分析。
（2）金相组织分析
（3）成分分析:SEM/EDS,ICP-OES,XRF,火花直读光谱。
（4）物相分析:XRD
（5）残余应力分析
（6）机械性能分析（硬度、拉伸性能、冲击性能、弯曲性能、硬度等）
（7）现场工艺及使用环境的考察验证。
金属失效分析的意义：
1.可以减少和预防同类失效现象的发生，从而减少经济损失和提高产品质量。
2.为企业技术开发、技术改造提供信息，增加企业产品技术含量，从而获得更大的经济效益。
3.分析机械零件失效原因，为事故责任认定、侦破刑事犯罪案件、裁定赔偿责任、保险业务、修改产品质量标准等提供科学依据。
v失效：产品失去规定的功能。
v失效分析：为确定和分析失效器件的失效模式，失效机理，失效原因和失效性质而对产品所做的分析和检查。
v失效模式：失效的表现形式。
v失效机理：导致器件失效的物理，化学变化过程。
v失效原因：导致发生失效的直接原因，它包括设计，制造，使用和管理等方面的问题。
v失效分析的目的：失效分析是对失效器件的事后检查，通过失效分析可以验证器件是否失效，识别失效模式，确定失效机理和失效原因，根据失效分析结论提出相应对策，它包括器件生产工艺，设计，材料，使用和管理等方面的有关改进，以便消除失效分析中所涉及到的失效模式或机理，防止类似失效的再次发生。
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随着汽车的不断普及和机械设备事故的频发，汽车的安全性和可靠性逐渐成为人们关注的焦点。论文通过研究汽车零部件失效的类型，丧失功能的原因、特征和规律，提出相应的改进和预防措施，为汽车制造部门提供便于改进制造工艺和汽车设计的反馈信息，进而提高汽车可靠性、使用寿命和维修质量。
关键词：汽车零部件；失效模式；磨损
1.汽车零部件失效的概述
1.1汽车零部件失效的概念
所谓失效是指汽车零部件失去原设计所规定的功能，导致汽车技术状况变差，包括完全丧失原定功能，功能降低和严重损伤等，如果继续使用将会失去安全性和可靠性。因为汽车零部件的技术状况会随着零部件的使用过程逐渐发生变化，因此通过分析汽车零部件的性能恶化过程，然后有针对性的采取改进措施，对于维持汽车的技术水平具有非常重要的作用。
1.2汽车零部件失效的分类
汽车零部件按失效模式分类可以分为：一是磨损，包括粘着磨损、表面疲劳磨损、磨料磨损、微动磨损、腐蚀磨损，如齿轮表面和滚动轴承便面的麻点、曲轴“抱轴”等。二是疲劳断裂，包括低应力高周疲劳、高应力低疲劳周疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳，如齿轮轮齿折断、曲轴断裂等。三是腐蚀，包括化学腐蚀、穴蚀、电化学腐蚀，如湿式汽缸套外壁麻点。四是变形，包括过量弹性变形、过量塑性变形和蠕变，如曲轴弯曲、基础件变形等。五是老化，如橡胶轮胎、塑料器件龟裂、变硬等。
失效模式是研究汽车零部件失效的关键，同一个零件可能同时存在集中失效模式。
2.汽车零部件失效的原因
2.1设计制造方面的原因
汽车零部件的设计制造不合理是造车汽车零部件早期失效的主要原因之一。如汽车零部件的材料选择方面，我国GB5216标准规定的齿轮钢淬透性带宽为12HRC，而美国休斯通用公司为8HRC，日本小松为5HRC，远远不及国外汽车生产企业的标准要求。如汽车零部件的设计方面，轴的台阶处直角过渡、过小的圆角半径、尖锐的棱边等造成的应力集中处，都会成为汽车零部件破坏的成因。
2.2工作条件方面的原因
汽车零部件失效工作条件方面的原因主要包括：一是工作环境，由于汽车零件所在环境介质、工作温度、润滑情况、使用状况等因素的影响，较可能会产生磨损或热应力引起的热变形、热膨胀等失效。二是零件受力状况，如齿轮轮齿根部所受的弯曲载荷及表面承受的接触载荷等。
2.3使用维修方面的原因
一是使用方面，如果汽车不重视维修，不能按照规定定期进行检修，汽车长期处于**载、润滑不良，频繁低温冷启动等状态，都会造成汽车零件失效。二是维修方面，主要包括配合情况、汽车维护状况以及零件修理过程中是否出现损伤或缺陷等问题。
3.汽车零部件磨损失效模式
汽车零部件磨损是指汽车在运行过程中，零件与零件之间、周围液体或汽车之间的接触，生产的阻碍运动的效应，它是摩擦效应的一种表现和结果，与零部件所受的应力状态、材料的组织结构、使用与润滑条件等因素相关。磨损的发生往往会使得零件的形状、尺寸以及表面性质等发生变化，从而降低汽车零件的工作性能，但是磨损也有有益的一面，如汽车新零件的磨合，将会增加汽车零件的使用性能。
汽车零部件磨损按表面破坏激励和特征，可以将其分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损等类型。其中，粘着磨损和磨料磨损是汽车零部件磨损的主要形式，其他则是只会出现在某种特定条件下。据相关部门统计有**过3/4的汽车零部件失效或报废都源于磨损，因此论文中将重点阐述的磨损失效模式。
3.1粘着磨损
粘着磨损主要是由于金属表面符
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由中国机械和装备制造业技术培训中心主办的2018年全国失效分析及材料疲劳、断裂、损伤、残余应力研讨会（简称“2018年全国失效分析等研讨会”）在召开，来自全国高校、研究院所、企业的70多名代表参会。研讨会特邀专题十二篇，其中我所就有两篇。
此次特邀专题中，内容涉及材料失效分析新诠释及其重*程案例分析、材料失效分析基础与应用、金属构件失效的普遍性与裂纹扩展机理、无损探伤新技术及其应用等多个方面。
我所725研究所的高灵清研究员和张亚军高工分别作了“失效分析引发的舰船设备中关注的材料问题”和“材料的疲劳问题与对策”两篇专题。针对舰船设备中的构件失效分析现状及国内外失效构件中所涉及的大量疲劳问题，结合我所近年来在相关领域取得的系列研究成果，提出了舰船设备在设计应用时的选材方向及避免发生疲劳失效的有效对策，引起了强烈反响。

材料失效的原因有很多，比如说由于压力、外部环境，从而导致零部件变形、断裂、腐蚀等等。你可以找些书来看的，如果不想看书又要做原件的失效分析，那么找类似725所失效分析中心这样的机构做一下失效分析比较好。
的建立是发达工业革命的一个重要起点，材料的失效分析和预测预防工作在经济发展中占有十分重要的地位，对于材料失效问题的判断和解决能力，代表了一个的科学技术发展水管理水平。磨损、腐蚀和断裂是材料失效的3种主要形式。
材料的疲劳与断裂研究试图寻找材料宏观疲劳断裂行为与微观组织形貌的关系。试图探求材料疲劳与断裂的微观机制。
金属(非金属)材料在应力或应变的反复作用下所发生的性能变化叫疲劳；虽然在一般情况下，这个术语特指那些导致开裂或破坏的性能变化。
机械构件由于材料疲劳损伤导致的断裂往往没有明显的征兆，因此经常引起巨大的灾难性事故，造成人民生命财产损失。因此各个先进的工业化都非常重视疲劳与断裂的研究。
材料疲劳与断裂的研究经历了几个阶段。目前，人们已经认识到在循环载荷作用下，金属多晶材料的许多晶粒内部会出现滑移带。这些滑移带会在疲劳形变中继续变化，并导致形成裂纹，而试样的突然破坏是由某条起主导作用的裂纹向前扩展造成的。
现在，人们可以较好的定量描述裂纹扩展的速率，但是，用材料显微组织的特性可靠的预测其宏观的疲劳断裂性能，还有大量的挑战性的工作需要开展，特别是在新材料迅猛发展的时代。
虽然恒定循环应力幅作用下的疲劳破坏是疲劳基本研究的主要内容，但由于工程应用中的服役条件不可避免的含有变幅载荷谱，苛刻环境，低温或高温及多轴应力状态，因此建立能够处理这些复杂服役条件下的可靠寿命预测模型是疲劳研究中较棘手的挑战之一。材料疲劳与断裂的研究是材料科学与工程研究领域中的一个重要分支。
失效分析
失效分析是一门发展中的学科，近年开始从**向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。