工程材料第11章

1、第11章 材料质量检验与零件失效(sh xio)分析11.1 材质检验在机械制造中的作用11.2 材料及工艺(gngy)质量标准体系11.3 材料质量检验规程11.4 材质检验技术11.5 零件失效分析共十七页11.1 材质检验在机械制造(j xi zh zo)中的作用1.材质检验是机械制造的必要工序 材质检验工序分三大类：原材料检验、成形(chn xn)工序与改性工序后的工序间检验、外协作件检验2.质量检验是质量控制的最终判据 出厂的产品质量是通过“设计、制造、检验出来的。3.产品质量应与生产公害及技术安全、效益想统一4.质量检验是零件失效分析的主要依据 零件失效：零件完全破坏，不能继续工作

2、；严重损伤，继续工作不安全；能安全工作，但不能达到预期的目的。 主要依据是材质检验，包括原材料的质量检验和各种成形工艺造成的材质缺陷的检验共十七页材质检验与失效分析(fnx)工序安排设计与选材投入原材料原材料检验铸锻焊制毛坯工序间材质检验热处理及表面改性工序间材质检验机械加工工序间检验装配使用零件失效实效件材质检验实效分析改进设计共十七页11.2 材料(cilio)及工艺质量标准体系1.技术标准中国GB、YB，日本JIS，美国ASTM，英国BS2.材料及工艺质量标准体系分类 钢铁材料及工艺质量标准体系的分类: 1）综合基础标准(名词、术语、符号、计量单位等） 2）钢铁产品类标准 钢铁产品标准是

3、生产厂商生产出的每种钢铁产品所应满足的标准，也是用户订货验收时要遵循的判断(pndun)产品是否合格的判据。（弹簧钢GB1222、碳素结构钢GB700、合金结构钢GB3077、合金工具钢GB1299） 3）工艺质量类标准 4）试验方法类标准共十七页弹簧钢每批钢材的试验(shyn)条件序号试验项目取样数量取样部位试验方法合格标准1化学成分1按GB222规定按GB231GB12222断口2不同根钢材按GB/T1814GB12223硬度3不同根钢材按GB231GB12224拉伸试验2不同根钢材GB/T228GB12225晶粒度1任一根钢材YB27GB1222共十七页11.3 材料(cilio)质量检

4、验规程 材料质量检验规程包括以下内容:检验项目、抽样方式、试样的制取、检验标准、合格判据、检验合格证的签发、返修与报废、不合格原因分析报告等。 1）检验项目：外观、化学成分、宏观(hnggun)组织及微观组织 2）抽样方式：100%、40%、25% 3）试样的制取：试件、试样 4）检验标准 5）合格判据及检验结果共十七页检验项目特点检验方法表面质量结疤、划痕、表面裂纹、氧化皮、外形尺寸用量具和肉眼成分分析钢号不对、成分超差用化学分析仪器宏观组织低倍试验组织不均、横断面缺陷酸蚀GB断口试验白点、石状断口GB微 观组织奥氏体晶粒度过热金相显微镜非金属夹杂物夹杂物过多、链条分布、沿晶界分布金相显微镜

5、脱碳层表层含碳量降低金相显微镜其他网状碳化物、带状组织等按相关标准材质的检验(jinyn)项目共十七页11.4 材质(ci zh)检验技术1.化学成分分析技术 化学分析(huxu fnx)法、仪器分析法（光度计法、光谱分析法）2.低倍断口分析技术（肉眼、20倍的放大镜） 断口形式有脆性断口、韧性断口、疲劳断口3.组织分析技术（光学金相显微镜分析、电镜分析）4.无损探伤技术 射线探伤、超声波探伤、磁力探伤等5.应力分析技术 X射线法、光弹法共十七页图11.2共十七页图11.3共十七页图11.4共十七页各种( zhn)断口特征 脆性断口：大多呈穿晶断裂，断口是沿一定的结晶平面迅速发展而成的，断口一

6、般较平整，有金属光泽，呈结晶状。 韧性断口：一般是穿晶断裂，断口呈纤维杯锥状，锥部较平滑呈暗灰丝状。 疲劳断口：断口可分两个区域(qy)，其一是裂纹源周围平滑而细密的区域呈贝壳状条纹或海滩状条纹；其二是零件的有效截面积被缩减到临界值时所产生的静力破坏区。共十七页11.5 零件失效(sh xio)分析1.失效分析的目的及作用 目的:找出失效的原因、提出防止或推迟失效的措施，防止同类失效再度(zid)发生，从而提高产品质量或从此获得改型的新产品。2.零件失效的原因 零件失效的原因应从四个方面考虑：设计、加工工艺、材料、安装使用不良共十七页3.零件失效的形式失效是指：（1）零件完全破坏，不能继续工作

7、；（2）严重损伤，继续工作很不安全；（3）虽能安全工作，但已不能满意地起到预定的作用。失效的形式：塑性变形、弹性(tnxng)失稳、蠕变断裂、磨损、快速断裂、疲劳断裂、应力腐蚀断裂等共十七页零件失效(sh xio)方式的分类腐蚀失效表面疲劳失效磨损失效介质加速断裂失效蠕变断裂失效疲劳断裂失效低应力脆断失效塑性断裂失效塑性变形失效弹性变形失效 变形失效 疲劳失效 表面损伤失效零件失效共十七页服役条件失效技术分析应力分析无损探伤 失效分析 失 腐蚀断口分析 效 磨损 力学分析金相分析 类 断裂 应力分析化学分析 型 变形力学性能测试 失效原因 设计 材料 工艺 安装、使用 主要抗力指标改进设计 抗力指标与 改进工艺 加强管理 内外因素关系 提高零件失效抗力的途径 失效分析的基本(jbn)环节示意图共十七页内容摘要第11章 材料质量检验与零件失效分析。11.1 材质检验在机械制造中的作用。11.2 材料及工艺质量标准体系。11.3 材料质量检验规程。11.4 材质检验技术。11.5 零件失效分析。零件失效：零件完全破坏，不能继续工作。中国GB、YB，日本JIS，美国ASTM，英国BS。3）试样的制取：试件、试样。3.组织分析技术（光学金相显微镜分析、