第一份机械失效分析与防护期末复习资料

1、中国石油大学北京远程教育学院机械失效分析与防护期末复习题答案一、多项选择题1、根据产品的失效形态对金属构件失效形式进行分类,包括ACD失效.A:外表损伤B:腐蚀C:断裂D:过量变形2、在焊接生产中遇到的裂纹是多种多样的,根据裂纹产生本质看,有热裂纹.再热裂纹.ADA:层状撕裂B:横向裂纹C:纵向裂纹D:冷裂纹3、构件发生断裂时,判别其主裂纹的方法有T形法.变形法和AB.A:氧化法B:分枝法C:痕迹法D:金相法4、消除剩余应力的方法有ABD.A:机械法B:回火C:振动法D:去应力退火5、腐蚀电池的根本要素有阳极.阴极.CD.A:液相B:气相C:外电路D:电解质溶液6、腐蚀电池的工作过程包括ABC

2、.A:阳极过程B:阴极过程C:电流流动D:离子移动7、失效分析测试技术的选用原那么是BC.可能性和经济性.A:重现性B:有效性C:可信性D:直观性8、金属构件产生应力腐蚀断裂的三个根本条件是BCD.A:压应力B:固定拉应力C:敏感的材料D:特定腐蚀介质9、构件发生脆性断裂时微观形貌特征有ABCD把戏.A:河流B:鱼骨状C:扇形D:舌形10、典型零件的选材一般遵循的原那么有ABCoA:使用性原那么B:工艺性原那么C:经济性原那么D:可靠性原那么11、构件失效后,对其进行失效分析前,需要对断口进行保护,目的是预防搬运过程中的AB,12、构件发生疲劳断裂时微观形貌特征有BDoA:河流把戏B:疲劳辉纹

3、C:韧窝D:腐轮胎压痕把戏13、痕迹的形成要素包括ABC.A:留痕物B:造痕物C:压应力D:冲击力14、金属构件失效原因一般包括ABCDoA:材料选择不当B:装配错误C:热处理方式不当D:机械设计错误15、常用裂纹先后顺序判断方法有ABCD.A:材料选择不当B:装配错误C:热处理方式不当D:机械设计错误二：填空题16、疲劳断口的微观特征有和轮胎压痕把戏.测试答案：疲劳辉纹17、金属构件产生塑性变形失效的原因是.测试答案：过载18、NSR越大,表示材料对缺口的敏感性越.测试答案：小19、金属材料的断裂过程分为,裂纹的扩展和断裂三个阶段.测试答案：裂纹的萌生20、构件中的夹杂物按其变形水平分塑性夹

4、杂物和半塑性夹杂物.测试答案：脆性夹杂物21、构件失效后,对其进行失效分析前,需要对断口进行保护,目的是预防搬运过程中的和.测试答案：机械损伤/化学损伤22、构件发生韧性断裂时,当材料含有较多的第二相质点或夹杂物时,形成的韧窝数量较多,且.测试答案：浅23、带缺口的圆棒状拉伸试样的断口,由于缺口处存在,裂纹在此处萌生和扩展.测试答案：应力集中24、疲劳断口中,用肉眼或低倍放大镜观察疲劳区中磨得最亮的地方是.测试答案：疲劳源25、金属构件在自然条件下发生的腐蚀包括土壤腐蚀和海水腐蚀.测试答案：大气腐蚀26、典型零件的选材一般遵循的原那么有.和经济性原那么.27、构件发生脆性断裂时最典型的微观形貌

5、特征是具有把戏.测试答案：河流28、金属材料发生韧性断裂时,断裂前有明显的.其典型的微观形貌特征是.测试答案：塑性变形/韧窝29、失效构件进行理化检验遵循的原那么是,再做破坏性检测.测试答案：先做不破坏性或少破坏性检测30、材料在5000-1000o以上发生的腐蚀称为.测试答案：高温腐蚀31、金属材料在长时间恒温.恒应力彳用下,即使应力低于屈服强度,也会缓慢地产生塑性变形的现象称为.测试答案：蠕变变形32、材料与环境间发生化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象称为.测试答案：腐蚀33、失效分析取样时要进行标号,其中标号目的是.测试答案：预防弄混断口34、金属构件疲劳断裂的宏观形貌特征

6、是.测试答案：贝壳状条纹35、失效分析的程序可以用六个字概述,即问.闻.模和结.测试答案：望/切36、金属构件在交变载荷作用下,虽然应力水平低于金属材料的抗拉强度,有时甚至低于屈服极限,但经过一定的循环周期后,金属构件发生忽然断裂,称为.测试答案：疲劳断裂37、奥氏体不锈钢在含氯化物溶液中产生的应力腐蚀断裂称之为.测试答案：氯脆38、光滑圆棒状拉伸试样断口三要素包括.和剪切唇.测试答案：纤维区/放射区39、相互接触并作相对运动的物体由于机械.物理和化学作用,造成物体外表材料的位移及别离,使外表形状.尺寸.组织及性能发生变化的过程称为.40、金属构件脆性断裂前几乎不产生明显的.测试答案：塑性变形

7、41、金属材料韧性较差时,韧性断口上韧窝尺寸较.测试答案：浅42、应力松弛变形失效是指在的条件下,构件弹性变形不断转为塑性变形从而使应力不断降低的过程.测试答案：总变形不变43、钢材内部的夹杂物本身断裂或与基体交界面产生断裂时容易形成.测试答案：裂纹源44、腐蚀电池的根本要素有.,电解质溶液和外电路.测试答案：阳极/阴极45、韧性断裂时宏观断口呈暗灰色,无闪烁金属光泽,断口不平齐,与主应力成45o.测试答案：纤维状46、疲劳断裂如果有多个裂纹源,那么疲劳条纹间距,比拟光泽明亮的为最先产生的裂纹.测试答案：密度大47、从宏观上看,裂纹的走向是由和决定的.测试答案：应力原那么/强度原那么48、疲劳

8、断口中,疲劳源区是整个疲劳区中的地方.测试答案：磨得最亮49、金属构件发生韧性断裂时的微观形貌特征为或.测试答案：韧窝/蛇形把戏50、裂纹分析的目的是确定裂纹的位置及.测试答案：裂纹产生的原因51、细菌腐蚀并非细菌本身对金属产生浸蚀作用,而是细菌间接对金属腐蚀电化学过程产生影响.测试答案：生命活动的结果52、NSR越小,表示材料对缺口的敏感性越.测试答案：大53、磁粉检测是利用被检材料的检验其表层缺陷的一种无损检测方法.54、金属构件发生脆性断裂时的微观形貌包括,扇形把戏.鱼骨状把戏等.测试答案：河流把戏55、金属构件发生高温氧化时,其外表生成的氧化膜是,既能电子导电,又能离子导电.测试答案：

9、半导体56、带缺口的韧性断裂断口的宏观形貌为:a代表纤维区.b代表.c代表放射区测试答案：最终断裂区57、构件产生裂纹的部位比拟特殊,可能由于构件局部结构形状引起,也可能与材料缺陷有关,主要归结于.测试答案：最终断裂区58、金属构件发生失效时,有起始态.中间态和完成态,一般以失效的为分析重点.测试答案：起始态59、平面应变断裂韧性KIC表示在平面应变条件下材料反抗裂纹水平.测试答案：扩展的60、金属构件在自然条件下发生的腐蚀包括腐蚀.海水腐蚀和大气腐蚀.测试答案：土壤61、典型零件的选材一般遵循的原那么有使用性原那么.和经济性原那么.测试答案：工艺性原那么62、失效构件进行理化检验遵循的原那么

10、是或,.测试答案：先不破坏性/少破坏性检测/再做破坏性检测63、疲劳断口的微观特征有.测试答案：疲劳辉纹/轮胎压痕把戏64、金属构件产生弹性变形失效的原因有.超温和材料变质.测试答案：过载65、构件进行磁粉检测后,要求检测对象具有.测试答案：铁磁性66、光滑圆棒状拉伸试样断口三要素包括.o测试答案：纤维区/放射区/剪切唇67、构件进行磁粉检测后,还保存剩余磁性,影响使用,必须处理.测试答案：退磁68、从宏观看,裂纹的走向是由和强度原那么决定的.测试答案：应力原那么69、痕迹形成的三要素包括造痕物.留痕物和测试答案：发生相互接触70、金属构件失效过程的特点包括不可逆性.有序性.不稳定性和测试答案

11、：积累性71、高温作用下,金属构件常见的变形失效包括和.测试答案：蠕变/应力松弛三：简做题72、根据下列图表达韧性材料断口的形成过程.并说明何为平面应力状态和平面应变状态.测试答案：1颈缩2空穴形成3空穴长大形成裂纹4裂纹扩展5最终断裂形成杯锥断口6平面应力状态裂纹尖端处于二向应力状态,如薄板受力,其z方向的应力为零7平面应变状态：裂纹尖端处于三向应力状态,如厚板受力,其z方向的位移被束缚,有z方向的应力.73、简述剩余应力的产生途径.测试答案：1热处理剩余应力2外表化学热处理引起的剩余应力3焊接剩余应力4铸造剩余应力5涂镀层引起的剩余应力6切削加工剩余应力.74、简述弹性变形和塑性变形的区别

12、.测试答案：1弹性变形特点可逆性；2单值性；3变形量很小2塑性变形.特点：1不可逆性；2变形量不恒定；3慢速变形；4伴随材料性能的变化75、简述构件中的裂纹扩展应遵循的原那么.1在一般,t#况下,当材质比拟均匀时,应力原那么起主导作用,裂纹按应力原那么扩展2当材质存在明显的不均匀性时,裂纹按强度原那么扩展,强度原那么起主导作用3当应力原那么和强度原那么一致时,无疑裂纹将沿着一致的方向扩展.这就是存在于最大应力部位的缺陷对裂纹产生的影响很大的原因76、某管道公司在安装一长输管线的法兰时,法兰开裂,裂纹长约三分之二周长,距环焊缝有一定距离.该法兰材质为16Mn,宏观断口分析发现断口外表呈现闪闪发光

13、的小刻面,没有明显的塑性变形现象.请根据失效分析程序制定一失效分析方案,如何才能确定该法兰断裂原因.测试答案：1根据宏观断口分析发现断口外表呈现闪闪发光的小刻面,没有明显的塑性变形现象可以初步判断法兰为脆性断裂2具体分析步骤大体为：先进行无损检测或破坏性少的检测,再进行破坏性检测3理化检验的步骤有先低倍检验,再进行金相分析观察显微组织,光谱或化学分析观察化学成分是否符合标准,利用机械性能试验判断材料的屈服强度.冲击功等是否符合标准4再利用扫描电子显微镜观察断口,如果微观断口有河流把戏或鱼骨状把戏或舌状把戏等,那么可进一步证实为脆性断裂.77、下列图为疲劳断口示意图,试说明a.b和c分别代表哪个

14、区域.当断口有多个疲劳源萌生时,如何判断最先.测试答案：1a:疲劳裂纹萌生区2b:疲劳裂纹扩展区3c:最终断裂区4起裂点的判定：有多个裂纹源时疲劳条纹密度大,比拟光泽明亮的为最初的.5b区为疲劳裂纹扩展区,其宏观特征表现为沙滩状把戏或贝壳状把戏.78、简述夹杂物容易成为裂纹源的原因.测试答案：1夹杂物造成钢材局部应力集中2夹杂物本身断裂或与基体交界面产生断裂而成为裂纹源.79、简述断口三要素的作用及其影响因素.测试答案：1确定裂纹源位置；2确定裂纹扩展方向；3根据三要素所占比例大小,粗略评价材料机械性能.影响因素:1零件形状2试验温度：随试验温度的降低,纤维区和剪切唇减小,放射区增大3加载速率

15、：加载速率增大,放射区增大80、简述断口分析的依据.测试答案：1断口的颜色及光泽2断口上的花纹3断口上的粗糙度4断口与最大正应力的交角5断口上的冶金缺陷81、简述失效分析的步骤.测试答案：1接受任务2调查现场及收集背景、资料.3失效件的观察.检测及试验4确定失效原因5提出改良举措.82、比照金属构件脆性断裂和韧性断裂的宏观形貌特征.测试答案：1韧性断裂1具有明显的形状改变和较大的塑性变形2断口宏观分析呈暗灰色纤维状,无闪烁金属光泽,断口不平齐,与主应力成3破裂不产生碎片,裂口或偶然发现少许碎片2脆性断裂1破裂时无明显的塑性变形,破裂之前没有或只有局部极小的塑性变形2断口宏观分析程金属晶粒状并富

16、有光泽,断口平直与主应力垂直3瞬间发生,有许多碎片飞出.83、简述微观腐蚀电池的形成原因.测试答案：1金属化学成分不均匀性2组织结构的不均匀性3物理状态的不均匀性4金属外表膜的不完整性.84、简述失效分析需要掌握哪几种根本技能.测试答案：1断口分析2裂纹分析3痕迹分析4模拟试验85、列举石油工业中2种常用构件的失效形式.每种构件最少给出2种失效形式测试答案：1长输管线失效形式1塑性失稳2脆性断裂3延性断裂4氢致开裂5应力腐蚀开裂6疲劳断裂2钻具的失效形式1断裂2内螺纹接头胀大3摩擦裂纹4粘扣5结构不合理导致失效还可以给出其他构件如油套管.集输管线等的失效形式.86、简述降低应力集中的举措.测试

17、答案：1从强化材料方面降低应力集中的作用1外表热处理强化2薄壳淬火3喷丸强化4滚压强化2从设计方面降低应力集中系数1变截面部位的过渡2根据零件的受力方向和位置选择适当的开孔部位3在应力集中区附近的低应力部位增开缺口和圆孔.87、简述断口三要素的作用及影响因素.测试答案：1确定裂纹源位置；2确定裂纹扩展方向；3根据三要素所占比例大小,粗略评价材料机械性能,影响因素：零件形状；试验温度；加载速率88、简述构件中的夹杂物为何会形成裂纹源.测试答案：1夹杂物造成钢材局部应力集中；2夹杂物本身断裂；3夹杂物与基体交界面产生断裂而成为裂纹源.89、简述降低构件应力集中的举措.测试答案：1从强化材料方面降低应力集中的作用：外表热处理强化.薄壳淬火.喷丸强化.滚压强化2从设计方面降低应力集中系数：变截面部位的过渡.根据零件的