柴油机小零件分析集合帖及断口分析讲义等

kp007

丙酮不好买，但还能买到，超声波机器车间到是多，就是老板不愿花钱在实验室。
另求助：
m23c6/m3c/m7c3 这三种碳化物怎么可以区分呢？包括光镜上和电子上面


铬是钢铁及其合金中的常见元素。铬在钢铁中
存在的形态又较复杂．部分的铬与铁形成固溶体。  
铬又是钢铁中强形成碳化物的元素之一，可以形成
C r 2 a C 6 ，C r ~a C r a C 2 ，C r a C等碳化物 ，事实上有铁
存在时 ，会形成 ( C r ，F e ) 23C 6 ， ( C r ，F e ) 7 C 3 ，  
( C r ，F e ) 3   C 2 ， ( C r ，F e ) ~ C等复合碳化物。铬还可
能形成硅化物 ( C r ~ S i ，C   i 3 ，C r S i ，C r S i 2 等) ，氮
化物 ( C r N， C r , N等) ，磷化物 ( C r 3 P ， C r 2 P等) ，硫
化物 ( C r S ， C   ，C  。 ，C r   ，C   等) ，氧化物
( C r Oa ，C r O2 ，C r 2 0 3 ，C r a O 4 ，C r O等) 。在高碳 、
高铬铁基合金中铬的碳化物是主要的。  

有凤来仪

感觉组织较松，做一下低倍试验，对照标准，定一下孔洞级别。其次，测试一下铁含量，组织上看，铁相有点多。

kp007

回复 42# 有凤来仪


   

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失效分析：

第一讲失效分析概论
1.古代失效分析阶段
2.近代失效分析阶段公元前2025年到世界工业革命前：对产品质量的判断只能靠零星、分散、宏观的经验世代相传。（有史料记载最早有关产品质量的法律文件是公元前2025年由巴比伦国王汉谟拉比撰写的）
工业革命到二十世纪五十年代末：以大机器工业为基础。宏观痕迹以及对材质的宏观检验推动了相关学科的创立和发展

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3. 现代分析阶段
二十世纪五十年代开始到目前为止可分为两个时期：第一时期－－－扫描电子显微镜问世；
•失效分析基本围绕断裂特征和性质分析来进行；
•失效分析大多从材质冶金等方面去寻找引起断裂失效原因；
•失效分析的学术活动及其学术组织附属于材料学科或理化检测领域。第二时期－－－失效分析开始逐渐形成一个分支学科；
•专著、期刊大量出现；
•全国性的失效分析分会相继成立；
•失效分析集断裂特征分析、力学分析、结构分析、材料抗力分析以及可靠性分析为一体，逐渐发展成为一门专门的学科。

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基本技术术语：
国家标准GB3187-82中定义：失效（故障）---产品丧失规定的功能。对可修复产品，通常也称为故障。
产品：经济学上将企业进行生产活动所创造的、符合于原规定生产目的和用途的直接生产成果称为产品。
•可修复产品：当产品丧失规定功能时，按规定的程序和方法进行维修后，可恢复规定功能的产品。
•制件：由金属或非金属材料制成的各种零件、部件及其组件等。
•失效件：丧失规定功能的制件。
功能：指作为产品必须完成的事项，指产品的功用和用途。
•规定的功能：指国家有关法规、质量标准、技术文件以及合同规定的对产品适用、安全和其它特性的要求。
•丧失：产品在商品流通或使用过程中失去了原有规定的功能（或降低到规定的功能以下），也就是说产品规定的功能有一个从有到无、从合格到不合格的过程。
事故：导致损失或伤害的意外事件。
•残骸：事故发生后航空装备的组件、附件、零件及其碎片。
•痕迹：力学、化学、热学、电学等因素单独或共同地作用于制件，而在制件上形成的各种印迹、颜色或材料粘结等。
•痕迹分析：对痕迹进行诊断鉴别，找出其形成和变化的原因，为失效分析提供线索和依据的过程。
失效分析：判断产品的失效模式，查找产品失效机理和原因，提出预防再失效的对策的技术活动和管理活动。
•残骸分析：为查明事故原因而对残骸进行的检查分析工作，包括残骸拼凑、破坏顺序分析、痕迹分析、断裂及其它失效特征分析、受载情况分析以及材质分析。
失效原因：指酿成失效甚至事故的直接关键性因素。
•事故原因：导致事故发生的相关因素，包括人为差错、管理缺陷、装备失效与故障及环境条件等及其综合。
失效模式：指失效的外在宏观表现形式和过程规律，一般可理解为失效的性质和类型。
•事故模式：事故的表现形式，如爆炸、燃烧、撞击、坠毁、触礁、泄漏、断裂、解体、制导失控等。
失效机理：失效的物理、化学变化本质和微观过程可以追溯到原子、分子尺度和结构的变化，但与此相对的是它迟早也要表现出一系列宏观（外在的）的性能、性质变化和联系。
•是对失效的内在本质、必然性和规律性的研究
•是人们对失效内在本质认识的理论提高和升华
失效分析的分类（按分析的目的不同）①狭义的失效分析——其主要目的在于找出引起产品失效的直接原因②广义的失效分析——不仅要找出引起产品失效的直接原因，③新品研制阶段的失效分析——对失效的研制品进行失效分析
失效分析的分类（按分析目的不同）
④产品试用阶段的失效分析——对失效的试用品进行失效分析
⑤定型产品使用阶段的失效分析——对失效的定型产品
⑥修理品使用阶段的失效分析——对失效的修理品进行失效分析
断口：是试样或零件在试验或使用过程中发生断裂（或形成裂纹后打断）所形成的断面。
•断口以形貌特征记录了材料在载荷和环境作用下断裂前的不可逆变形，以及裂纹的萌生和扩展直止断裂的全过程。
断口学：通过定性和定量分析来识别这些特征，并将这些特征与发生损伤乃至最终失效的过程联系起来，找出与失效相关的内在或外在原因的科学技术。
•失效分析学科一个重要的组成部分，在断裂失效分析中发挥了很大的作用。
痕迹学
•痕迹学应用于失效分析由来已久，但真正成为在失效分析中应用的科学技术应该说是二十世纪末的事情，其代表作是张栋的“机械失效的痕迹分析”。
痕迹学也象断口学一样，深入到失效分析的每一个角落，在失效分析中发挥着重要的作用，成为机械失效分析科中重要的组成部分。
•痕失效分析与相关学科的关系
•多学科交叉的产物，包容了可靠性、材料科学、机械学、力学、腐蚀与摩擦学以及生物学等。
•以基础科学与实践经验相结合为基础，相关学科的关系非常密切。
痕迹学涉及的范围远大于断口学所涉及的范围。

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机械装备的失效分类：
根据机械失效过程中材料发生变化（损伤和变质）的物理、化学的本质机理不同和过程特征的差异，可以分为：
变形、断裂、磨损、热损伤、电损伤、腐蚀、
污染、辐射损伤
变形：材料在外力作用下发生尺寸或者性状的变化
•弹性变形：外力去除后，变形随之消失
－可逆，有一定弹性变形范围
•塑性变形：外加应力超过弹性极限后，材料发生的变形
－不可逆，主要方式为滑移和孪晶
断裂：材料或构件在外力作用下导致裂纹形成扩展而分裂为两部分（或几部分）的过程。
包括裂纹萌生、扩展和最后瞬断三个阶段。
•断口：断裂形成的断面称为断口。
断口上详细记录了断裂过程中内外因素变化所留下的痕迹与特征，是分析断裂机理与原因的重要依据

断裂模式：

断裂：
韧窝断裂
解理断裂
准解理断裂
沿晶断裂

疲劳断裂：
机械疲劳
腐蚀疲劳
高温疲劳
热疲劳
微动疲劳


gtn1314

还是从实例出发吧，前一阵有机修工抱怨工具不好用，没怎么用力，内六角扳手就断了，怀念以前全套德国和日本的工具，其实这套也不算太差，美国品牌，但是可能是合资国产了，具体牌子略过，有好牌子的工具推荐一下了，关键是性价比。
顺便请大家分析一下工具为什么脆断，下图为工具脆断宏观断口：

gtn1314

宏观断口无塑性变形，所以一定是脆性断裂，不知道造成工具脆性断裂的原因有哪些？请高手指点一下了。
断裂起源在断裂面与斜面交界表面，为沿晶断裂，电镜照片如下：
断口低倍照片：

断裂起源的沿晶断裂形态：


裂纹扩展区及瞬时断裂区：

kp007

楼上最后一张图是不是就叫断裂韧窝呢？

gtn1314

回复 50# kp007

这个姑且称为类解理韧窝复合断裂吧，但不是典型的断裂韧窝，因为工件硬度高，回火温度较低。
下图是典型的断裂韧窝，通常在调质类或韧性比较好的工件断口可以看到，如果调质工件出现沿晶断裂，则工件工艺过程或服役过程必有问题：

dhzhou888

看楼主的帖是一种享受，图片清晰，失效分析讲义简明扼要。这令我回想起了1983年我参加上海交大的失效分析短训班的情形，当时我还写了通讯发表在《热加工工艺》上——上海交通大学受中国机械工程学会失效分析委员会的委托,举办了1983年度失效分析短训班。短训班于7月11日正式上课,8月5日结束。短训班讲授内容为:1.断裂机理,2.疲劳断裂;3.磨损失效;4.应力腐蚀及氢脆等等，来讲课的老师都是交大很好的老师，潘健生、曾振朋教授都是广东人，曾振朋教授是我的好朋友。

gtn1314

回复 52# dhzhou888

前辈啊，回国了有机会当面请教周老师！

gtn1314

某高温合金，能谱测试成分为：Cr:19.6%; Co: 22.6%; Ni: 20.4%; Mo: 2.9%; W: 3.3%; Fe: 31.3; 当时推定类似美标牌号N-155 ，但是没能找到重要合金元素Nb，于是进一步分析其组织，扫描电镜低倍下观察沿晶界有金属化合物状组织，放大观察进一步确认，而后作能谱分析，发现为高Nb化合物。




含Nb化合物能谱谱线为：

又发现高Cr化合物：

谱线为：

比较异常的是局部有此组织：

谱线为：

定性为杂质，不知诸位高手同意否？
由此基本确定，该高温合金就是N-155，除此没有牌号合金与其相近了。
含Nb化合物多沿晶界分布，其作用一般是晶界强化，提高抗高温蠕变性能，因为Nb化合物熔点很高。因个人对高温合金并无研究，所以具体机理并不清楚，如有高手愿意告知，非常欢迎！

kp007

漂亮，我接触的含nb合金碳化物为块状或三角块状或方块形，你这个呈点条状且有类网络状分布，很奇特，值得深入研究。
看楼主的东西真的没有话说！

coxem

乐于实践，不图虚名，长此以往，必将有成。
技术就是枯燥的。要和艺术联系起来，仿佛就有更多的人愿意接受。

leomet

gtn1314 发表于 2010-12-30 19:38
宏观断口无塑性变形，所以一定是脆性断裂，不知道造成工具脆性断裂的原因有哪些？请高手指点一下了。
断裂 ...

fracture surface 應做 tilt, 試能否顯現fast fracture 的 radiating marks.

fracture surface 與 machining mark 可同時表現在同一照片.

leomet

請教樓主 or 大家: S55C 調質組織(?) HRC~26. OM vs.SEM

(蝕苦味酸)OM照片中的 Ferrite 是熱鍛冷卻後形成的. 調質時是兩相區加熱後淬火, 所以Ferrite 未消除.

My question:

HRC 26 的Tempered Martensite, 破裂面不是應為dimpled surface(ductile fracture)嗎?

由此推斷 這調質組織不是真正的回火M.

leomet

gtn1314 发表于 2012-7-3 22:46
40Cr螺栓断裂分析

有车轴螺栓断裂数根，受朋友委托，分析其中一根断口，宏观观察，隐隐有疲劳条带：

這附近再詳細觀察看看.

gtn1314

40Cr螺栓断裂分析

有车轴螺栓断裂数根，受朋友委托，分析其中一根断口，宏观观察，隐隐有疲劳条带：

但疲劳起源处一侧断面破坏，故分析另一断面，地倍逐步放大观察疲劳起源，图片如下：



可以清晰看见疲劳起源处有平坦光滑异常区域，放大观察如下图：

作能谱分析，含有很高的zn：

因此怀疑此处热处理等前道过程有裂纹，导致镀锌时电镀液浸入，造成表面含较高的Zn。
从断面看，疲劳条带很浅，塑形变形较大，为大应力低周疲劳断裂，所以这件样品是否为首断件，是值得怀疑的。