材料失效分析
材料失效分析
材料失效分析——金属的疲劳破坏1.1材料失效简介材料失效分析在工程上正得到日益广泛的应用和普遍的重视。
失效分析对改进产品设计、选材等提供依据，并可防止或减少断裂事故的发生；可以提高机械产品的信誉，并能起到技术反馈作用，明显提高经济效益。
大力开展失效分析研究，无论对工业、民生、科技发展，都具有极其重要的作用。
所谓失效——主要指机械构件由于尺寸、形状或材料的组织与性能发生变化而引起的机械构件不能完满地完成指定的功能。
亦可称为故障或事故。
一个机械零部件被认为是失效，应根据是否具有以下三个条件中的一个为判据：（1）零件完全破坏，不能工作；（2）严重损伤，继续工作不安全；（3）虽能暂时安全工作，但已不能满意完成指定任务。
上述情况的任何一种发生，都认为零件已经失效。
机械零部件最常见的失效形式有以下几种： 1.断裂失效：通常包括塑性（韧性）断裂失效；低应力脆性断裂失效；疲劳断裂失效； 蠕变断裂失效；应力腐蚀断裂失效。
2.表面损伤失效：通常包括磨损失效；腐蚀失效；表面疲劳失效 3.变形失效：包括塑性变形失效；弹性变形失效,同一种零件可有几种不同失效形式。
一个零件失效，总是由一种形式起主导作用，很少以两种形式主导失效的。
但它们可以组合为更复杂的失效形式，例如腐蚀磨损、腐蚀疲劳等。
2.1疲劳破坏飞机、船舶、汽车、动力机械、工程机械 、冶金、石油等机械以及铁路桥梁等的主要零件和构件，大多在循环变化的载荷下工作，疲劳是其主要的失效形式。
金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。
当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。
2.2疲劳断裂的特征 1、疲劳断裂应力1σ（周期载荷中的最大应力 max σ）远比静载荷下材料的抗拉强度b σ低，甚至比屈服强度s σ也低得多。
材料失效分析
材料失效分析材料失效分析指的是对材料在使用过程中发生失效的原因进行分析研究。
材料失效分析的目的是为了找出失效的根本原因，并采取相应的措施，以避免类似的失效再次发生。
本文将对材料失效分析的方法、步骤和案例进行探讨。
材料失效分析的方法主要包括观察、实验和理论分析。
观察是通过对失效材料的外观进行细致观察，寻找异常的现象或特征，以确定失效的类型和程度。
实验是通过对失效材料进行性能测试，比如强度测试、硬度测试、断裂韧度测试等，以确定失效的原因和机制。
理论分析是通过对材料的结构、组成和使用条件等方面进行分析，以确定失效的根本原因。
材料失效分析的步骤包括采集失效材料样品、外观观察、性能测试、理论分析和结论总结。
首先，需要采集失效材料的样品，并进行标记和记录，以便后续的观察和测试。
然后，通过对失效材料的外观进行观察，寻找异常的现象或特征。
接下来，对失效材料进行性能测试，以确定失效的原因和机制。
在进行性能测试时，可以使用一些常见的测试方法，比如拉伸试验、冲击试验、疲劳试验等。
同时，还可以进行显微结构观察和化学分析，以进一步确定失效原因。
最后，根据观察和测试结果，结合理论分析，得出失效的根本原因，并提出相应的改进措施或预防措施。
以下是一个材料失效分析的案例：某企业生产的铝合金产品在使用过程中出现断裂失效的问题。
首先，对失效的产品进行了观察，发现断裂面上存在明显的晶粒沿晶断裂和脆性断口；然后，对失效产品进行了拉伸试验，发现其强度和韧性均明显低于设计要求；接着，通过金相显微结构观察和化学分析，发现材料中存在夹杂物和析出物，并且晶粒有明显的不均匀性。
综合观察和测试结果，并结合理论分析，得出了以下结论：失效的原因是材料中的夹杂物和析出物导致了晶粒的不均匀性，从而降低了材料的强度和韧性。
为了解决这个问题，可以采取以下措施：提高熔炼过程的质量控制，减少夹杂物和析出物的含量；优化热处理工艺，改善晶粒的均匀性；加强材料的检验和品质管理，确保产品的质量符合设计要求。
工程材料失效分析方案
工程材料失效分析方案背景工程材料在使用过程中可能会发生失效，这不仅会影响项目的进度和质量，还会导致经济损失。
因此，需要建立一套完整的工程材料失效分析方案，对失效原因进行深入研究，提高工程材料的使用效率和质量。
目的本文旨在建立一套全面的工程材料失效分析方案，从失效原因、检测方法和预防措施等方面进行探讨，以提高工程材料的使用效率和质量，减少因材料失效而导致的风险和损失。
失效原因工程材料失效的原因很多，常见的有以下几种：1.化学腐蚀：当工程材料与环境中的化学物质发生反应时，可能会导致材料的腐蚀和失效。
2.热失效：高温会使材料的结构发生变化，从而影响其性能和使用寿命。
3.疲劳失效：工程材料在长时间的交替载荷作用下，可能会产生疲劳裂纹，导致材料失效。
4.水蚀划伤：工程材料在长时间的水蚀和划伤作用下，可能会导致表面的蚀刻和严重磨损，从而失效。
5.震动磨损：当工程材料在振动环境下使用时，可能会出现局部疲劳、磨损和裂纹等问题，导致失效。
6.动态荷载失效：当工程材料暴露在动态荷载下时，可能会造成材料变形、疲劳和断裂等失效现象。
以上仅列出了部分失效原因，实际上还有很多其他的因素可能会导致工程材料失效，因此，我们需要建立一套完整的分析方案和检测方法。
检测方法为了准确判断工程材料是否遭受了失效，需要采用一些科学的检测方法，这样可以大大提高失效分析的准确性和可靠性。
以下是几种常用的检测方法：1.金相分析：通过对工程材料的金相组织进行观察和分析，可以推断出材料的组成、结构和工艺特征，从而判断材料是否发生了失效。
2.热失效检测：通过显微结构和物理性能测试等方法，揭示高温下材料的变形和失效现象。
这种检测方法适用于温度较高的材料，如钢材、合金等。
3.疲劳测试：通过在工程材料上施加循环载荷，模拟实际使用环境，从而判断材料的疲劳性能和使用寿命。
疲劳测试可分为高周疲劳和低周疲劳两种。
4.化学分析：通过对环境中的化学成分进行测试，推断出材料是否与环境发生了化学反应，从而判断材料的耐腐蚀性。
材料失效分析方法综述
材料失效分析方法综述材料失效是指材料在使用过程中，无法满足其设计要求或者正常使用寿命结束的情况。
对于工程领域而言，材料失效可能导致设备或结构的损坏、事故的发生甚至人身安全的威胁。
因此，准确判断材料失效的原因和机制，对于提高材料的可靠性和寿命至关重要。
在这篇文章中，我们将综述几种常用的材料失效分析方法，包括金相分析、红外光谱分析、热分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜分析等。
金相分析是一种常见的材料失效分析方法。
它通过观察材料的组织结构，来确定可能的失效机制。
通过光学显微镜观察材料的显微组织，可以发现一些常见的失效问题，如晶体缺陷、夹杂物、晶粒长大不良等。
金相分析可以提供宝贵的信息，帮助确定疲劳、腐蚀、断裂等失效机制，并指导进一步的材料改进和工艺优化。
红外光谱分析是一种利用材料对红外光的吸收和散射来识别和分析材料的方法。
材料中不同的化学成分和它们之间的结合方式会导致不同的红外光谱特征。
通过对材料的红外光谱进行分析，可以确定材料中存在的化学成分和它们的状态，从而判断失效的原因。
例如，红外光谱分析可以用来检测材料的老化程度、化学变化、污染物等。
热分析是通过对材料在不同温度下的性质变化进行监测和分析的方法。
常用的热分析技术包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）和热膨胀测量等。
这些技术通过测量样品在升温和降温过程中的热力学性质变化，如热流、质量损失和尺寸变化等，来推断材料的热稳定性、热老化、热膨胀系数等信息。
热分析可以帮助确定材料失效是由于热老化、热应力或温度变化导致的。
X射线衍射分析是一种材料结构和相变分析的重要技术。
它利用X射线与材料相互作用的规律，通过观测和分析材料衍射的特征，可以确定材料的晶体结构、晶体缺陷和相变等信息。
X射线衍射分析可以帮助研究人员了解材料的结晶状态、晶格畸变和应力状态等。
对于失效材料的分析，X射线衍射可以确定材料中是否存在晶体缺陷或相变，从而推断失效机制。
扫描电子显微镜（SEM）是一种通过扫描材料表面，并利用电子束与材料相互作用产生的各种信号来观察和分析材料表面形貌和微观结构的方法。
材料失效分析论文
二、我国材料磨损失效的研究以及进展
一些传统工艺正在逐步被更 换和改变
马鞍山东友集团与东洋铁
例如，宁国耐磨材料总厂从
球公司合资引进的金属模磨 球生产线
日本新东公司引进的 VRH 法 铸钢生产线
这种金属模磨球生产线也已
在我国自行研制成功并在江 西东乡铜矿得到成功应用
这使耐磨产
品的生产效率大大提高，质 量更加稳定并为我国的耐磨 材料产品走
一、前言
作为科技支柱之一的材 料技术的发展直接关系 到国家经济、科技
材料失效分析的建立是 发
决能力，代表了一个国 家的科学技术发展水平 和管理水平
的发展水平，材料失效 问题普遍存在于各类材 料中，它直接影响着
达国家工业革命的一个 重要起点，材料的失效 分析和预测预防工作
磨损、
产品的质量，关系到企 业的信誉和生存
材料的磨损过程往往是多因素共同作用的系统过 程和动态过程，有其特殊性和复杂性 影响材料磨损性能的各种因 素包括：①摩擦副材料(包括材质和表面处理) ②技术(包括剂和方 式) ③环境条件(包括温度、气氛和介质) ④摩擦条件(包括接触形 式、运动形式、负荷以及速度)
三、磨损失效的模式以及原因
⑤结构设计 ⑥管理 对一个具体 的磨损失效问题而言，如何透过现象看本质，在上述诸多影响因素 中，找到起主导作用的因素，并提出合理的预防应对措施，是解决 问题的难点和关键所在
二、我国材料磨损失效的研究以及进展
究磨损和耐磨材料的机构和生产企业已有好几百家，耐磨易损件的 总产量每年可达几百万吨 其中，有的生产企业年产量已超过四万 多吨，产值在 2 亿元以上 所以，耐磨材料行业已在工业中占有相 当的比重 (3)耐磨材料新技术、新工艺和新产品正在不断开发和应用 近 年来，已从国外引进和自制了几条生产线并采用了一些先进的设备，
材料失效分析及案例
材料失效分析与预防及案例分析一、失效零件由于某种原因，导致其尺寸、形状、或材料的组织与性能发生变化而不能完满地完成指定的功能。
二、失效危害性1、失效导致机械不能正常工作，降低生产效率，降低产品质量，误工误事。
2、失效导致机械不能工作，停工停产，造成重大经济损失。
3、失效导致机毁人亡三、失效分析失效分析:判断零件失效性质、分析零件失效原因、研究零件失效的预防措施的技术工作。
四、失效分析内容1、判断失效性质：畸变失效、断裂失效、磨损失效、腐蚀失效。
2、分析失效原因：设计、材料、加工、装配、使用、维护。
3、研究失效的预防措施：修改设计、更换材料、改进加工、合理装配、正确使用、及时维护。
五、失效分析技术金相分析技术，断口分析技术，力学性能测试技术，理化分析测试技术，晶体结构分析技术，无损检测技术，应力分析技术。
六、失效案例汽车离合器壳体开裂失效分析1、粗视分析离合器壳体由铝合金铸造而成。
一个壳体破断为两部分，一个壳体一侧的裂纹长220mm, 另一侧有一条15mm长的裂纹。
裂纹的起始位置均在壳体侧面下方的交界处。
壳体侧面的内表面呈135°和90°夹角, 无明显的过渡园角。
裂纹扩展方向与该处所受拉应力的方向垂直。
2、现场调研离合器安装情况：离合器左边与发动机相联, 右边与变速器相联。
离合器壳体受到较大弯矩作用。
发动机工作时, 壳体受到强烈振动。
壳体下部受到瞬时大的拉应力作用, 在应力集中处容易产生裂纹造成开裂或破断。
3、立体显微镜下观察断裂面有放射状撕裂棱。
断面上有许多闪光的小点, 同时发现有园形、椭园形的空洞。
最大的一个椭园形孔洞尺寸为0.6mm×1.2mm。
这些空洞的内表面呈熔融金属凝固态, 为铸造缺陷气孔。
4、显微分析观察裂纹形态及扩展方向。
裂纹端部位于壳体两侧面内表面相交处, 裂纹上及其附近有大大小小的气孔, 裂纹垂直于壳体边缘扩展。
金相显微组织由白色的a固溶体+灰色的条状及小块状的Si晶体+黑色细针状Al-Si-Fe化合物组成。
工程材料失效分析方案
工程材料失效分析方案一、前言工程材料是现代工程中不可或缺的一部分，它们承载着重要的结构功能，直接影响到工程的安全性、稳定性和耐久性。
然而，在使用过程中，工程材料往往会出现各种失效情况，例如裂纹、腐蚀、疲劳等，这些失效现象会影响到工程的正常运行，甚至造成严重的事故。
因此，工程材料失效分析显得至关重要。
本文将从失效分析的目的、方法和实施步骤等方面进行详细介绍，希望可以为相关领域的工程师提供一些指导。
二、失效分析的目的失效分析的主要目的是为了确定工程材料失效的原因，帮助人们找出如何避免类似情况再次发生的方法。
具体来说，失效分析的目的包括以下几个方面：1. 确定失效原因：通过对失效样品的实验分析，确定失效的具体原因，包括物理损坏、化学腐蚀、热疲劳等。
2. 提出改进建议：根据对失效原因的分析，提出相应的改进建议，包括选择更合适的材料、改进生产工艺、加强监测检测等。
3. 提高工程质量：通过对失效案例的分析，总结经验教训，提高工程质量，避免类似失效再次发生。
三、失效分析的方法失效分析通常采用的方法包括实验室试验、现场调查、模拟仿真和文献调研等。
具体来说，失效分析的方法主要有以下几种：1. 实验室试验：通过对失效样品进行金相分析、扫描电镜观察、拉伸试验等实验，确定失效的具体原因。
2. 现场调查：深入现场，对失效部件进行观察、测量和采集样品，了解失效环境、使用条件和维护保养情况等。
3. 模拟仿真：通过建立失效模型，进行材料性能仿真和寿命预测，确定失效的可能原因。
4. 文献调研：查阅相关文献、标准和规范，了解失效案例的历史数据，分析失效趋势和规律。
四、失效分析的实施步骤失效分析的实施步骤通常包括以下几个阶段：失效样品接收、现场调查、实验室试验、数据分析和报告撰写。
1. 失效样品接收：首先需要收集失效样品，并记录失效的具体情况，包括失效部位、失效形式、失效时间、使用条件等。
2. 现场调查：对失效部件进行现场观察和测量，并采集相应的样品，了解失效环境、使用条件和维护保养情况等。
材料失效分析与评估技术研究
材料失效分析与评估技术研究材料的失效是指材料在使用过程中，质量和性能发生了变化，无法继续满足使用要求。
材料失效不仅会导致生产成本的增加，还会造成安全事故和经济损失。
因此，材料失效分析与评估技术的研究具有重要的意义。
一、材料失效的分类材料失效主要分为化学失效、物理失效和力学失效三种类型。
1. 化学失效：是指材料受到化学物质侵蚀、氧化、水解等化学反应而引起的失效。
2. 物理失效：是指材料在使用过程中受到晶界、缺陷、裂纹、硬度、磨损、疲劳等因素的影响而引起的失效。
3. 力学失效：是指材料受到外力作用而导致结构破坏、形变和变形等失效。
二、材料失效分析的方法材料失效分析是为了了解并分析材料失效的原因和机制，从而提出避免和消除材料失效的措施。
目前，材料失效分析的方法主要包括以下几种：1. 金相分析：通过显微镜观察材料的结构变化，分析材料的组织、晶粒大小、相变、缺陷等情况，从而得出失效的原因。
2. 化学分析：通过化学分析手段，分析材料中的化学成分和杂质等物质的含量和种类，判断材料的质量是否符合要求。
3. 机械测试：通过拉伸、弯曲、压缩、冲击等实验手段，测试材料的力学性能，并根据结果分析材料失效的原因。
4. 热学测试：通过热膨胀、热传导、热稳定性等实验手段，测试材料的热学性能，并根据结果分析材料失效的原因。
三、材料失效评估的方法材料失效评估是为了评估材料失效对产品安全性的影响程度，并制定相应的措施来避免或减少失效对产品使用和安全带来的损失。
目前，材料失效评估的方法主要包括以下几种：1. 失效模式与影响分析（FMEA）：FMEA分析是一种系统性的分析方法，它通过分析所有可能存在的失效模式和深度评估失效对系统的影响，确定失效的优先级，从而合理地制定预防和纠正措施。
2. 材料失效事故分析（MAA）：MAA是一种详细描述材料失效事故发生过程和原因的分析方法，它可以分析事故的直接和间接原因，找出失效的根本原因，为制定有效的预防措施提供依据。
材料失效分析
材料失效分析材料失效是指材料在使用过程中由于各种原因而导致性能下降或完全失效的现象。
材料失效不仅会造成经济损失，还可能引发严重的安全事故。
因此，对材料失效进行分析具有重要的意义。
首先，材料失效的原因有很多种，比如材料本身的缺陷、外部环境的影响、使用条件的不当等。
其中，材料本身的缺陷是造成失效的主要原因之一。
例如，金属材料中的氧化、腐蚀、疲劳等都可能导致材料失效。
此外，外部环境的影响也是造成材料失效的重要因素。
比如，高温、高湿度、化学介质等都会对材料的性能产生影响，进而导致失效。
另外，使用条件的不当也是造成材料失效的重要原因。
如果材料在使用过程中受到过大的载荷、温度、湿度等影响，就会加速材料的老化和失效。
其次，对于材料失效的分析方法也有很多种。
常见的方法包括断口分析、金相分析、电镜分析、化学分析等。
断口分析是通过对材料的断口形貌进行观察和分析，来判断材料失效的原因。
金相分析是通过对材料的组织结构进行观察和分析，来判断材料的性能和失效原因。
电镜分析是通过电子显微镜对材料的微观结构进行观察和分析，来判断材料的微观性能和失效原因。
化学分析是通过对材料的化学成分进行分析，来判断材料的化学性能和失效原因。
最后，对于材料失效的预防也是非常重要的。
通过对材料失效的分析，可以找出失效的原因，从而采取相应的措施来预防失效的发生。
比如，可以通过改进材料的制备工艺，提高材料的质量；可以通过改变使用条件，减少外部环境的影响；可以通过改进设计，减少材料受到的载荷。
此外，还可以通过对材料进行监测和检测，及时发现材料的异常情况，采取相应的措施进行修复和更换。
总之，材料失效分析是非常重要的，可以帮助我们找出失效的原因，从而采取相应的措施来预防失效的发生，保证材料的正常使用和安全性能。
希望通过对材料失效的分析，可以提高材料的使用寿命和安全性能，减少经济损失和安全事故的发生。
材料学中的失效分析与预测
材料学中的失效分析与预测材料学是研究物质的结构、性质以及制备与应用的学科。
在材料科学与工程领域，人们常常关注材料的失效问题，即该材料在特定工况下无法满足设计所要求的性能。
为了准确理解和解决材料失效问题，失效分析与预测成为了重要的研究方向。
一、失效分析失效分析是指对材料发生失效的原因和机制进行研究和分析的过程。
通过失效分析，我们可以了解材料失效的各种类型和发生机理，为预测和预防失效提供依据。
失效分析通常包括以下几个步骤：1. 样品收集与准备失效分析首先需要收集失效的样品，通常是从实际工程中获得。
样品应该尽可能保持原貌，包括失效特征、工作环境等。
为了准确分析失效原因，还需要对样品进行必要的准备工作，如切割、抛光等。
2. 观察和表征失效样品需要通过显微镜、扫描电镜等工具进行观察和表征。
这些技术可以对样品的表面形貌、微观组织结构以及化学成分进行分析，从而揭示失效的本质和机制。
3. 失效模式与机理分析通过观察和表征，可以确定失效样品的失效模式和机理。
失效模式通常包括断裂、腐蚀、疲劳等，而失效机理则涉及材料的物理、化学性质以及外界环境等多个因素。
通过充分理解失效模式和机理，我们可以更好地预测和预防失效的发生。
4. 失效原因的确定根据失效模式和机理，结合实验与理论分析，可以逐步确定材料失效的具体原因。
这些原因可能包括缺陷、应力、环境因素等，需要综合考虑。
二、失效预测失效预测是根据材料在特定条件下的性能和可靠性，对其未来的失效行为进行预测和评估的过程。
失效预测可以帮助我们预先采取相应的措施，避免材料的失效，提高产品的可靠性。
1. 可靠性建模与评估失效预测首先需要建立可靠性模型，通过考虑材料的各种因素，如应力、温度、湿度等，来预测材料的可靠性。
可靠性评估可以基于统计学方法或物理机理等进行，以获得更准确的失效预测结果。
2. 仿真与模拟借助计算机仿真与模拟技术，可以对材料的失效行为进行模拟与预测。
通过建立数学模型和物理模型，考虑各种因素的影响，可以得到材料在不同条件下的失效情况，为工程设计和产品改进提供指导。
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1.零件失效即失去其原有功能的含义包括三种情况:(1)零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等，从而完全丧失其功能。
(2)零件在外部环境作用下，部分的失去其原有功能，虽然能够工作，但不能完成规定功能，如由于磨损导致尺寸超差等。
(3)零件虽然能够工作，也能完成规定功能，但继续使用时，不能确保安可靠性。
如经过长期高温运行的压力容器及其管道，其内部组织已经发生变化当达到一定的运行时间，继续使用就存在开裂的可能。
2.首先制定一个科学的分析程序，是保证失效分析工作顺利而有效进行的前提条件.3.断口分析的任务（l）确定断裂的宏观性质。
塑性断裂/脆住断裂/疲劳断裂等（2）确定断口的宏观形貌。
纤维状断口/结晶状断口；有无放射线花样及有无剪切唇等；（3）查找裂纹源区的位置及数量.裂纹源区的所在位置是在表面、次表面还是在内部，裂纹源区的数目，在存在多个裂纹源区的情况下，它们产生的先后顺序是怎样的等；（4）确定断口的形成过程。
裂纹是从何处产生的，裂纹向何处扩展，扩展的速度如何等（5）确定断裂的微观机制. 解理型/准解理型/微孔型，沿晶型/穿晶型等；（6）确定断口表面产物的性质。
断口上有无腐蚀产物或其他产物，何种产物，该产物是否参与了断裂过程等4. 查找断裂源区是宏观分析的最重要环节5.断口分析（1）利用碎片拼凑法确定主断面. 密合程度好的为后断的，密合最差的断面为最先开裂的断面，即主断面。
（2）按照“T”型汇合法确定主断面或主裂纹. 如果在最初断裂件上分成几块或是存在两条以上的相互连接的裂纹，此时可以按照“T”形汇合法的原则加以判断.（3）按照裂纹的河流花样确定主裂纹. 通常的情况是，主裂纹较宽、较深、较长，即河流花样的主流。
6. （1）利用断口上的“三要素”特征确定裂纹源（静载断裂或过载断裂）a.纤维区：位于断裂的起始部位；b放射区：是裂纹的快速扩展区；c剪切唇：最后断裂区。
（2）利用断口上的“人”字纹特征确定裂纹源区.板装试件或矩形截面----静载断裂----一组人字纹指向末端------裂纹源区（3）根据断口上的放射花样确定裂纹源区.圆形试件、缺口冲击试件的静载断裂（或应力腐蚀及氢脆断裂）其撕裂棱线通常呈放射线状，其放射线中心----裂纹源（4）根据断口上的“贝纹”线确定裂纹源区.疲劳断裂----贝纹花样特征条---贝纹线形似一组同心圆---该圆心即为裂纹源（5）将断开的零件的两部分相匹配，则裂缝的最宽处为裂纹源（6）根据断口上的色彩程度确定裂纹源区——氧化色（程度），锈蚀情况，油污等（7）断口表面的损伤情况碰撞，摩擦等（8）断口的边缘情况剪切唇，毛刺等7. 断裂源区的位置一般应与最大应力所在平面相对应。
8. 导致金属零件发生脆性的解理断裂的原因（l）通常只有冷脆金属才能发生解理断裂。
面心立方金属一般不会发生解理断裂。
仅在腐蚀介质存在的特殊条件下，奥氏体钢、铜及铝等才可能发生此种断裂。
（2）构件的工作温度较低，即处在脆性转折温度以下。
（3）只有在平面应变状态（三向拉应力状态）/几何尺寸属于厚板情况。
（4）晶粒尺寸粗大。
因为解理断裂单元为一个晶粒尺寸，粗晶使解理断裂应力显著降低，粗晶使脆性转折温度向高温方向推移，故易促使解理断裂。
（5）宏观裂纹的存在。
裂纹顶端应力集中并使构件的脆性转折温度移向高温，均促使冷脆金属发生解理断裂。
（6）加载速度大及活性介质的吸附作用都促进解理断裂的发生9. 微孔型断裂（1）微孔型断裂的微观形貌微孔型断裂，又叫微孔聚集型断裂，它是指塑性变形起主导作用的一种延性断裂。
微孔型断裂的微观电子形貌呈孔坑、塑坑、韧窝、迭波花样。
在孔坑的内部通常可以看到第二相质点或其脱落后留下的痕迹，这是区别断裂的主要微观特征。
（2）宏观脆性微孔型断裂的特点其微观电子形貌为细小、均匀分布的等轴型微孔，微孔的形成和连接时的塑性变量很小。
这种断裂的特点是由高强度材料的组织特点决定的，----在固溶强化的基础上弥散分布着细小的第二相质点，质点的平均间距很小。
----这种组织对于裂纹的敏感性非常大；裂纹顶端的应力集中现象很严重，其断裂的名义应力低于材料的屈服极限，而其微观机制确是微孔聚集型。
（4）宏观脆性微孔型断裂的预防措施预防高强度材料裂缝件发生微孔型断裂，主要从材料角度出发，提高材料的断裂韧度加以解决。
1.纯化金属---减少有害杂质的含量；2.是有害杂质以固溶态存在；3.球化异相质点，并改变其分布状态；4.改变强化相的性质；5.发挥韧性相得作用。
10.准解理型断裂（1）微观形貌特征由平坦的“类解理”小平面、微孔及撕裂棱组成的混合断裂（2）断裂性质的判别（a）在微观范围内可以看到“解理”断裂和微孔型断裂的混杂现象，即在微孔断裂区内有平坦的小刻面或在小刻面的周边有塑性变形形成的撕裂棱的形貌特征；（b）小刻面的几何尺寸与原奥氏体晶粒大小基本相当，即断裂单元为一个晶粒大小；（c）小刻面上的河流花样比解理断裂所看到的要短，且大都源于晶内而中止于晶内；（d）小刻面上的台阶直接汇合于邻近的由微扎组成的撕裂棱上。
11. 沿晶断裂金属零件在应力作用下沿晶粒边界发生分离的现象称为沿晶断裂。
晶界有条状析出物晶界有“鸡爪”痕12. 1.沿晶正向断裂典型形貌：冰糖块状，晶粒的多面体形状清晰、完整。
典型的回火致脆断裂、金属的过热引起的粗晶脆断、蠕变断裂及富氧层引起的沿晶断裂等。
2.沿晶的延性断裂典型形貌：晶粒间界的表面上存在有大量的微孔花样。
3.脆性的第二相质点沿晶界析出引起的脆性沿晶断裂：晶粒间界的表面上存在有大量的第二相质点及质点脱落留下的空洞，----晶界有条状析出物，几乎不发生塑性变形。
4.晶界与环境介质交互作用引起的沿晶断裂：晶界表面上具有特殊的产物及形貌特征，如氢化物致脆---“鸡爪”痕5.具有疲劳机制的沿晶断裂：疲劳纹和微坑特征（交变应力作用下疲劳纹沿弱化的晶界扩展引起的断裂）13. 沿晶断裂失效的预防措施1.提高材料的纯洁度，减少有害杂质元素的沿晶界分布；2.严格控制热加工质量和环境温度，防止过热、过烧及高温氧化；3.减少晶界与环境因素间的交互作用；4.降低金属表面的残余拉应力，以及防止局部三向拉应力状态的产生。
14.过载断裂失效的定义当工作载荷超过金属构件危险载面所能承受的极限载荷时，构件发生的断裂称为过载断裂。
明确：构件断裂的初始阶段是否是过载性质的断裂过载：工作应力超过构件的实际承载能力15. 扭转和弯曲过载断裂断口特征韧性扭转过载断口，断面与轴向垂直，在断口上可见到明显的“漩涡”状；脆性扭转过载断口断面与轴向呈45，断裂起源于轴的台阶根部硬化层处；弯曲过载断裂的十字轴，在十字轴根部有明显的加工刀痕16. 回火致脆断裂的特征宏观形貌特征：断面结构粗糙，断口呈银白色的结晶状，一般为观脆断。
脆化程度不严重时，断口上也会出现剪切唇。
典型微观形貌：沿奥氏体晶界分离形成的冰糖块状。
晶粒界面上一般无异常沉淀物，因而有别于其它类型的沿晶断裂。
但马氏体回火致脆断裂的解理界面上可能出现碳化物第二相质点及细小的韧窝花样。
在断口上一般可见二次断裂裂纹。
17. 冷脆金属低温脆断的特征（1）冷脆金属低温脆断断口的宏观特征典型断口宏观特征为结晶状，并有明显的镜面反光现象。
断口与正应力轴垂直，断口齐平，附近无径缩现象，无剪切唇。
断口中的反光小平面（小刻面）与晶粒尺寸相当。
马氏体基高强度材料断口有时呈放射状撕裂棱台阶花样。
（2）冷脆金属低温断裂断口的微观形貌冷脆金属低温断裂断口的微观形貌具有典型的解理断裂特征，河流花样、台阶、舌状花样、鱼骨花样、羽毛状花样、扇形花样等。
对于一般工程结构用钢，通常所说的解理断裂，主要是在冷脆状态下产生。
18. 第二相质点致脆断裂失效1、第二相质点致脆断裂的类型第二相质点致脆断裂是指由第二相质点沿晶粒间界析出引起晶界的脆化或弱化而导致的一种沿晶断裂。
脆性的第二相质点沿原奥氏体晶界择优析出引起的晶界脆化。
某些杂质元素沿晶界富集引起的晶界弱化19. 氢致脆断的断口形貌特征（1）宏观断口齐平，为脆性的结晶状，表面洁净呈亮灰色；实际构件的氢脆断裂又往往与机械断裂同时出现，因此断口上常常包括这两种断裂的特征（2）微观断口沿晶分离，晶粒轮廓鲜明，晶界有时可看到变形线（呈发纹或鸡爪痕花样）；应力较大时也可能出现微孔型的穿晶断裂。
（3）在应力集中较大的部位起裂时，微裂纹源表面或靠近缺口底部。
应力集中比较小时，微裂纹多源于次表面或远离缺口底部（渗碳等表面硬化件出现的氢脆多源于次表面）20. 热脆断裂的特点（1）呈现热脆性的钢材，在高温下的冲击韧性并不低，而室温冲击韧性一般比正常值降低50～60％，甚至降低80％以上，其它强度指标及塑性指标均不发生明显变化。
奥氏体钢热脆性时有所不同，在热脆发生的同时还往往发生强度和塑性等指标的变化。
（2）断裂的宏观表现是脆性的，断口呈粗晶状。
微观上为沿晶的正向断裂。
（3）具有热脆性的金属，其金相组织上可以看到黑色的网状特征，并有第二相质点析出。
这是判定金属高温脆性发生的重要依据，其金相组织中的黑色网状（4）几乎所有的钢材都有产生热脆性的倾向。
在碳钢中出现热脆性的必要条件是有塑性变形。
21. 蠕变断裂的特征（1）宏观特征明显的塑性变形是蠕变断裂的主要特征。
在断口附近产生许多裂纹，使断裂件的表面呈现龟裂现象。
蠕变断裂的另一个特征是高温氧化现象，在断口表面形成一层氧化膜。
（2）微观特征大多数的金属构件发生的蠕变断裂是沿晶型断裂，但当温度比较低时（在等强温度以下），也可能出现与常温断裂相似的穿晶断裂. 沿晶蠕变断裂的截面上可以清楚地看到局部地区晶间的脱开及空洞现象。
断口上存在与高温氧化及环境因素相对应的产物。
22. 蠕变断裂机理:金属材料在蠕变过程中可发生不同形式的断裂，按照断裂时塑性变形量大小的顺序，可以讲蠕变断裂分为如下类型：1.沿晶蠕变断裂：沿晶蠕变断裂是常用高温金属材料（如耐热钢、高温合金等）蠕变断裂的一种主要形式。
主要是因为在高温、低应力较长时间作用下，随着蠕变不断进行，晶界滑动和晶界扩散比较充分，促进了空洞、裂纹沿晶界形成和发展。
2.穿晶蠕变断裂：穿晶蠕变断裂主要发生在高应力条件下。
其断裂机制与室温条件下的韧性断裂类似，是空洞在晶粒中夹杂物处形成，并随蠕变进行而长大、汇合的过程。
3.延缩性断裂：延缩性断裂主要发生在高温（T > 0.6 Tm ）条件下。
这种断裂过程总伴随着动态再结晶，在晶粒内不断产生细小的新晶粒。
由于晶界面积不断增大，空位将均匀分布，从而阻碍空洞的形成和长大。
因此，动态再结晶抑制沿晶断裂。
晶粒大小与应变量成反比。
23. 切断疲劳初始裂纹是由切应力引起的。
切应力引起疲劳初裂纹萌生的力学条件是：切应力／缺口切断强度≥1；正应力／缺口正断强度＜1;切断疲劳的特点是：疲劳裂纹起源处的应力应变场为平面应力状态；初裂纹的所在平面与应力轴约成45º角，并沿其滑移面扩展24. 正断疲劳的初裂纹，是由正应力引起的。