(完整)材料失效分析考试重点归纳,推荐文档
材料失效分析 第2章.失效分析基础知识1
三级分类1
（1+0.01）365=37.783
不积跬步无以至千里
（1-0.01）365=0.02557
磨损 相对运Biblioteka 的零件表 面因摩擦的存在，而导致零 件表面材料的逐渐丧失。
（1+0.01）365=37.783
振动失效 高速运转的零 件，当其转速等于或接近零 件的自振频率时，会发生共 振，使振幅急剧增大，导致 零件及系统在短时期破坏。
②便于对失效现象进行研究和处理产品失 效具体问题
不同角度对失效类型进行分类
（1+0.01）365=37.783
不积跬步无以至千里
（1-0.01）365=0.02552
• 零件失效受诸多因素的影响，失效形 式也很复杂。
• 揭示同类失效形式的本质，比较和鉴 别各类失效形式，对各种失效形式进 行科学分类很有必要。
轴件、齿轮、连接件、压力容器、弹 簧断裂
（5）
失效分析工 作者
断裂原因（断裂机 理或断裂模式）
过载、疲劳、材料脆性、环境诱发、 混合断裂失效等
（1+0.01）365=37.783
不积跬步无以至千里
（1-0.01）365=0.025150
断 裂 细 分
（1+0.01）365=37.783
不积跬步无以至千里
产品的偶然失效率是随机分布的、很低的和基 本上是恒定的，故又称为随机的失效期。
偶然失效期相当人的“青壮年期”，这一时期
是产品的最佳工作时期。偶然失效率的倒数即
（1+0为.01无）36失5=37效.78的3 平均不时积间跬步。无以至千里
粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、 冲击磨损、微动磨损及咬合等
化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀、腐 蚀疲劳、生物腐蚀、辐照腐蚀及氢致损 伤等
材料断裂理论与失效分析知识点
材料断裂理论与失效分析知识点材料为镍基⾼温合⾦，为什么？服役环境的要素有哪些？有可能发⽣的失效类型是什么？如何设计实验确定失效的类型？改进的建议和措施⼀．涡轮叶⽚的材料涡轮叶⽚处于温度最⾼、应⼒最复杂、环境最恶劣的部位，是⼀种特殊的零件，它的数量多，形状复杂，要求⾼，加⼯难度⼤，⽽且是故障多发的零件，⼀直以来各发动机⼚的⽣产的关键。
所以对涡轮叶⽚材料就有更⾼的要求。
涡轮叶⽚的材料⼀般选择镍基⾼温合⾦。
镍基合⾦就是以镍为基础，加⼊其他的⾦属，⽐如钨、钴、钛、铁等⾦属，做成以镍为基础的合⾦。
有的镍基⾼温合⾦含镍量达到70殊右，其次Cr含量也⽐较⾼。
其性能主要有：1. 物理性能。
具有较⾼的熔点和弹性模量；各温度下均有较低的热膨胀系数，且随温度变化不⼤；没有磁性。
2. 耐腐蚀性。
镍基合⾦由于含Cr,在氧化性的腐蚀环境中的耐腐蚀性优于纯镍。
同时，由于Ni含量⾼，在还原性腐蚀环境下也能维持良好的耐腐蚀性能。
还具有良好的耐应⼒腐蚀开裂性能，也能抵抗氨⽓和渗氮、渗碳⽓氛。
3. 机械性能。
镍基⾼温合⾦在零下、室温及⾼温时都具有很好的机械性能。
4. ⾼温特性。
⾼温下耐氧化性极佳，对氮、氢以及渗碳也具有极佳的耐受性。
5. 热处理及加⼯、焊接性。
⾼温镍基合⾦不能通过热处理进⾏失效硬化，但可以进⾏固溶热处理和退⽕处理等。
⾼温镍基合⾦⽐较容易进⾏热加⼯，冷加⼯性能⽐奥⽒体不锈钢好。
焊接性能与标准奥⽒体钢⼀样，可采⽤TIG焊接、MIG旱接以及⼿⼯电弧焊。
总的来说，镍基合⾦具有优良的热强热硬性能、热稳定性能及热疲劳性能，可以承受复杂应⼒，组织稳定，有害相少，⾼温时抗氧化热腐蚀性好，蠕变特性出⾊，能够在相当苛刻的⾼温环境下进⾏服役。
所以涡轮叶⽚的材料选择⾼温镍基合⾦。
⼆. 涡轮叶⽚的服役环境涡轮处于燃烧室后⾯的⼀个⾼温部件，⽽涡轮叶⽚处于温度最⾼、应⼒最复杂、环境最恶劣的部位，即涡轮叶⽚的服役环境特别的复杂与恶劣。
总得来说，涡轮叶⽚服役环境的要素主要有：1. 不均匀的⾼温条件下⼯作。
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当e =90°时，即b 与F 垂直时。
为最大值, 断裂失效的分类过载断裂失效；疲劳断裂失效; 材料脆性断裂失效；环境诱发断裂失效；混合断裂 失效。
载荷的应力状态的软硬与断裂类型的关系cr = /xsin6» = —xsin6> = —-—xsin6> = —(sin6»)2B A/sin6> A 所以优先在o max 作用下产生腌性止断的倾向较大 软性系数（a ） = da I 一应力状态愈鏗脆性正断的倾向t a>l — Tmax 起主导作用，韧性切断倾向大 a <1 —Omax 起主导作用，脆性止断倾向大 a=l,材料韧性愈好，韧断倾向大。
反之脆断倾向大。
环境气氛引起的断裂失效氢脆与应力腐蚀应力腐蚀发生于工件表面较深的缺口，初裂纹处邙日极），是一种低应力脆断。
氢脆发生于工件表面相对平整 的部位（阴极），在相对大一些的应力作用下发生。
晶间腐蚀断裂腐蚀介质沿工件表面的晶间邙日极） 侵入所致的沿晶脆性断裂，多发生于不锈钢中，加 Ti 和稳定化处理相结合可防止其发生。
工作温度引起的断裂失效高温蠕变断裂高温 下外力作用一原子（尤其是晶界上的原子）产生定 向扩散，产牛蠕变变形一工件受力截面减小（变薄） 一断裂 热脆 热疲劳断裂（龟裂） 在反复加热冷却的工作应力下，因热胀冷缩不均匀产生的 交变热应力所致的疲劳断裂，多发生于热模具中。
裂纹呈龟壳纹形态。
冷脆（低温脆性断裂）钢的 O s t , Obi f Tc t（冷脆转折温度）f 冷脆倾向f o 冷脆断口为脆性解理断口。
工件尺寸太粗大将造成 ①缺陷出现可能性增加②成分组织不均匀性f 一应 力集中t ③回火脆性倾向t④三向应力状态，加剧一脆断倾向t ⑤加热冷却不 均t 一内应力t ⑥心部未淬透的网状组织t 〜心部 强韧（⑦更加不易锻透，粗大碳化物不易打碎⑧有害气体出、。
2、“2不易逸出，气孔增加，氢脆、白点、蓝脆、氧化物增加缺口导致应力状态的变 化和应力集中，有使材料变脆的趋向。
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1热分析■在受控程序温度条件下和规定的气氛测量物质的物理性质随温度或时间变化的技术。
热膨胀计法——TD在程序控温下测量试样的尺寸或体积随温度的变化，得到比容一温度曲线的方法。
差热分析法——DTA在程序控温条件下测量试样与参比物Z间的温差随温度或时间的变化。
DTA的特点不能定量测量焙变DTA主要用于金属、陶瓷等无机材料的研究，较少用于聚合物领域。
差示扫描量热法---- DSC在程序控温下测量输入试样与参比物之间功率差变化，得到热流dH/dt ~T(t)曲线。
热重法(TG)是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度关系的一种技术。
2TG测试有两类：①静态法（恒温法）：试样在某一恒定温度下，测定试样失重与时间的关系，称为“恒温失重法"，即W〜f （t） T②动态法（升温法）：试样在等速升温下，测定试样失重与温度的关系，称为“热失重曲线"，即W〜f （T）3静态力学性能：在恒应力或恒应变情况下的力学行为动态力学性能：物体在交变应力下的粘弹性行为静态粘弹性蠕变：应力恒定，研究应变与时间的关系应力松弛：应变恒定，研究应力与时间的关系动态粘弹性■应力或应变随时间变化（一般为正弦变化）研究相应的应变或应力随时间的变化。
滞后原因产生原因：链单元运动需要克服分了间的相互作用, 定的时间。
影响因素：柔性链大分子结构内因刚性链分子间作用外因外力作用频率、环境温度在某一温度下（Tg上下几十度范围内），链段能运动, 应力变化，滞后现象比较严重★增加频率与降低温度对滞后影响相同★降低频率与升高温度有相同影响形变落后于应力的变化，发生滞后现象每一循环变化屮要消耗功，称为力学损耗，即内耗。
力学损耗的分子运动机制拉伸吋外力对高聚物做功改变分子链的构象分了链卷曲伸展但又跟不上提供链段运动克服内“摩擦'，所需的能因此需要一高聚物对外做功动态力学分析(DMA) 在程序温度下测定物质在振动负荷下力学性能(模量.内耗)与温度.频率的关系温度扫描模式——在固定频率下，测量动态模量及力学损耗随温度的 变化。
材料失效分析考点
一、名词解释1.失效：金属装备及其构件在使用过程中，由于应力、时间、温度、环境介质和操作失误等因素的作用，失去其原有功能的现象时有发生，这种丧失其规定功能的现象称为失效。
2.失效分析：对装备及其构件在使用过程中发生各种形式失效现象的特征及规律进行分析研究，从中找出产生失效的主要原因及防止失效的措施，称为失效分析。
3.疲劳断裂：金属材料在受到交变应力或重复循环应力时，往往在工作应力小于屈服强度的情况下突然断裂，这种现象称为疲劳断裂，是金属零件或构件在交变应力或重复循环应力长期作用下，由于累积损伤而引起的断裂现象。
4.腐蚀疲劳：是材料在循环应力和腐蚀介质的共同作用下产生的一种失效形式。
5.弯曲疲劳：金属零件在交变的弯曲应力作用下发生的疲劳称为弯曲疲劳。
6.疲劳：材料、零件和构件在循环加载下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹，或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。
7.冲蚀磨损：是指材料受到小而松散的流动粒子冲击时，表面出现破坏的一类磨损现象。
其定义可以描述为固体表面同含有固体粒子的流体接触做相对运动，其表面材料所发生的损耗。
8.粘着磨损相对运动物体的真实接触面积上发生固相粘着，使材料从一个表面转移到另一表面的现象，称为粘着磨损。
9.磨损：当相互接触的零件表面有相对运动时，表面材料的粒子由于机械的、物理的和化学的作用而脱离母体，使零件的形状、尺寸或者重量发生变化的过程称为磨损。
10.磨损失效：机械零件因磨损导致尺寸减小和表面状态改变并最终丧失其功能的现象称为磨损失效。
11.蠕变：蠕变是金属零件在应力和高温的长期作用下，产生永久变形的失效现象。
12.屈服失效：由过量塑性变形引起的失效称为屈服失效。
13.塑性变形失效：金属构件产生的塑性变形量超过允许的数值称为塑性变形失效。
14.断裂：零件在外力作用下发生开裂或折断称为断裂。
15.解理断裂：金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称这种断裂为解理断裂。
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第一章绪论材料的定义：材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。
失效：产品丧失规定的功能称为失效。
产品失去规定的功能的含义：1.零件在外部坏境作用下，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；2.零件由于断裂、腐蚀、磨损、变形等而完全丧失其功能；3. 零件虽然能够工作，也能完成规定功能，但继续使用时，不能确保安全可靠性； 失效分析：定义:是指对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进行的一切技术活动。
就是研究失效现 象的特征和规律，从而找出失效的模式和原因。
与生产现场废品分析的异同点:涉及的专业知识、采用的思想方法及分析手段等方而，有许 多共同Z 处。
在分析的对象、分析的目的及判断是非的依据等方面是不同的。
火效分析的对 彖是在使用中发生失效的产品。
分析的主要口的是寻找失效的原因。
漏检和技术标准不合理 都口J 能是失效的原因，如果是后者，则应对技术标准修改。
废品分析的对彖是不符合技术标 准的产品或半成品。
它所讨论的问题是产品及产品为什么不符合技术标准的要求。
至于产品 的技术标准是否正确则不属于废品分析要解决的问题。
第二章 材料结构基础（重点）材料结构的涵义：是影响材料性能的基木因素，随化学组成及外界条件改变。
原子中的电子结构（原子结构）：原子屮电子的分布规律，尺度约为10-13m ；使材料表现出金属、陶瓷和高分子性能，对材 料的电学、磁学、热学、光学乃至耐腐蚀性能都有重人影响 原子（或分子）排列结构：即原子或分子在空间的排列，尺度约为10-10m ；原子排列结构严重影响材料的力学性能（强 度、塑性、韧性等） 显微组织结构：借助光学显微镜和电了显微镜观察到晶粒或和的集合状态，尺度约为1（）・4〜l （）・8m ；可观察 到材料的线、面、体缺陷及表而缺陷。
宏观组织结构：肉眼或放大镜所能观察到的晶粒或相的集合状态。
电子壳层：在多电子的原子屮，电子的能量也是不连续分布的，它们分布在不同的能级上, 这种按层分布称为电子壳层。
失效分析部分要点总结
缩孔：金属在冷凝过程中由于体积的收缩而在铸锭心部形成管状（或喇叭状）或分散的孔洞，称为缩孔。
（P12）持久强度：材料在高温长期载荷下，不发生蠕变断裂的最大应力值。
（P55）热应力：由于温度差而产生体积收缩量不同所引起的内应力称为“热应力”。
（P26）组织应力：由于零件断面上各处转变的先后不同，其体积变化各处不同，由此引起的内应力称为“组织应力”。
（P26）蠕变变形：金属材料在长时间恒温、恒应力作用下，即使应力低于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形，当该变形量超过允许的数值时，构件产生蠕变变形失效。
（P54）电偶腐蚀：浸泡在电解质溶液中的金属构件，当其与不同电极电位的其他构件接触（包括能电子导电的非金属），或该金属构件的不同部位存在电位差时，电位较负的金属或部位腐蚀加速，这就是电偶腐蚀。
（P94）磨粒磨损：（磨料磨损）是指硬的磨（颗）粒或硬的突出物在与摩擦表面相互接触运动过程中，使材料表面损耗的一种现象或过程。
（P109）黏着磨损：黏着磨损也称咬合（胶合）磨损或摩擦磨损。
相对运动物体的真实接触面积上发生固相黏着，使材料从一个表面转移到另一表面的现象，称为黏着磨损。
（P112）冷裂纹：在相当低的温度，大约在钢的马氏体转变温度（即M S点）附近，由于拘束应力、淬硬组织和氢的作用下，在焊接接头产生的裂纹属冷裂纹。
（P23）热裂纹：在高温下产生，并且都是沿奥氏体晶界开裂的裂纹。
（P22）再热裂纹：对于某些钢种（含有沉淀强化元素的）在进行消除应力热处理的过程中，在焊接热影响区的粗晶部位产生的裂纹。
（P23）高温液化裂纹：在焊接热循环峰值温度作用下，母材近缝区和多层焊缝的层间金属中，由于含有低熔共晶组成物（如硫、磷、硅、镍等）而被重新熔化，在收缩应力作用下，沿奥氏体晶间发生开裂。
应当指出，在不平衡的加热与冷却条件下，由于金属间化合物的分解和元素的扩散不相适应，造成了局部地区共晶成分偏高而发生液化，同样也会发生高温液化开裂。
材料失效分析复习大纲.doc
材料失效分析复习大纲一、材料失效分析总论1、 失效定义：指产品(构件)因微观结构和外观形态发牛变化而不能满意地达到规定的功能。
2、 失效的微观结构：原子的电子结构、原子间相互作用、原子团三维分布、显微组织形态。
3、 失效的外观形态：局部腐蚀、局部磨损、过度变形、表面异物。
4、 失效分析的内容(5项)：判定失效模式、界定失效缺陷、鉴定失效机理、确定失效起因、 提出解决对策5、 失效的五种模式：断裂、腐蚀、磨损、畸变、衰减。
6、 失效机理：是致使构件失效所发生的物理、化学的变化过程，即失效的微观机制。
比如： 腐蚀模式下的电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶界腐蚀、点蚀等。
7、 失效的影响因素：材料选用不适、结构设计欠妥、制造质量一般、安装方式不当、检测方 法常规、组织性能劣化、维护过程疏漏、人员操作有误、工况介质复杂、外部环境变化、失效 机理不明、防护措施简单、理制度不严(注意：考试时不要求全部列出，写出几种因素即可)8、 失效分析的八个方面：设计、材料、制造、安装、检验、操作、维护、环境。
9、 失效分析的主要步骤：(1) 现场检查：运行史、工艺流程、图纸核对、取样等；(2) 外观检测：断口(缺陷)宏观形态及异物等观察与分析；(3) 微观分析：断口(缺陷)的微观形貌观察与成分测定；(4) 性能检验：材料力学、物理、化学等性能的试验评定；(5) 环境评估：工况介质、异物等测试与评价；(6) 模拟试验：失效现象的再现和验证(按需进行)；(7) 事故结论：分析结果必须快速、正确；(8) 解决对策：治理方案应该简单、有效。
10、失效分析工作者应有的素质:实事求是，客观公正，敬业负责； 深入现场，观察迹象，寻找旁证； 宏观是表象，微观是本质，分析要精准; 勤学多问，理论与实践相结合； 个人知识有限，集体力量无限； 前后一致，因果一致，推论可信； 分析快速，结论正确，实施有效。
二、金属的断裂1、脆性断裂特点：①断裂口寸承受的工作应力很低，一般低于c0. 2；②裂纹源总是从内部的宏 观缺陷处开始；③TI ,脆断倾向仁 ④断口平齐、光亮，且与正应力垂直，断口上常呈人字 纹或放射性花样。
材料分析知识点总结精选全文
可编辑修改精选全文完整版材料分析(不完全整理) 卜1.名词解释吸收限：um随λ的变化是不连续的，期间被尖锐的突变分开，突变对应的波长为K吸收限.短波限：连续X射线谱在短波方向上有一个波长极限，称为短波限λ。
它是由光子一次碰撞就耗尽能量所产生的X射线.景深(Df)：透镜物平面允许的轴向偏差定义为透镜的景深。
或者说试样超越物平面所允许的厚度。
焦长（Dl)：透镜像平面允许的轴向偏差定义为焦长（深），或者说观察屏或照相底版沿镜轴所允许的移动距离。
差热分析（DTA）：在程序控制温度条件下，测量样品与参比物之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。
热重分析：是指在程序温度控制下，测量物质的质量（m）与温度关系的一种技术。
ICTA的命名是Thermogravimetry，我国的标准命名是“热重法”简称“TG”。
明场成像：让投射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到的图像衬度的方法叫做明场成像暗场成像：将明场成像中物镜光阑的位置移动一下，使其光阑套住hkl斑点而把透射束挡掉就得到图像衬度的方法叫暗场成像置信度：采用一种概率的陈述方法，也就是数理统计中的区间估计法，即估计值与总体参数在一定允许的误差范围以内，其相应的概率有多大，这个相应的概率称作置信度。
检出限：用于表示在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最小质量。
像衬度：像衬度是图像上不同区域间明暗程度的差别。
透射电镜的像衬度来源于样品对入射电子束的散射。
荧光X射线：由X射线激发所产生的特征X射线称为二次特征X射线或荧光X 射线。
*试分析下属工件选择一样恰当的的仪器分析方法1.某结构件残余应力的测定--XRD（X射线衍射）2.测定某件金属的熔点或比热容 --DTA（差热分析/DSC（差示扫描量热分析）3.首饰中所含元素的无损检--EPMA（电子探针）/EDS（能谱仪）/WDS（波谱仪）4.测定某种废水中的微量元素含量—AAS（原子吸收光谱）/AES（原子发射光谱）5.测定纳米粉末的晶形及晶粒度的大小-- XRD（X射线衍射）材料端口形貌观察—SEM（扫描电子显微镜）/TEM复型（透射电镜复型）7.区别TiAl3、TI3AL-- XRD（X射线衍射）8.分析材料的热稳定性—TG（热重分析）9有机物材料的鉴别—FTIR（红外光谱分析）1. 晶粒度的测定用XRD2. 有机物 FTIR3. 热重分析 TG4. 扫描电镜的微观组成：5. 二次电子6. X 射线衍射仪的核心部件：测角仪第一章1.伦琴把引起奇异现象的未知射线称作X 射线2.特征X 射线谱实验规律①激发电压Uk ＞ UL ＞ ……. ②同系各谱线存在 λ k β ＜ λ k α ③ 特征谱线位置（波长）仅与靶材(Z)有关，而与U 无关。
材料失效分析试题与答案
1.试用一个经典的案例说明材料失效分析与基础学科及应用学科之间的关系（不少于400字，配图片）答：材料失效分析的经典案例:醇胺贫富液换热器列管腐蚀穿漏图1 测试分析用的失效管子及拉杆套管损坏部位：靠近壳程热流体进口处的管子、管程冷流体热端处的管子。
表面观察：①管内外表面均可见棕色表面覆盖层，在没有坑洞的表而用锉刀轻轻锉一下能看见银白色的金属光泽，说明均匀腐蚀轻微。
②严重腐蚀区的管子外表面分布很多凹坑，深浅不一，有些凹坑已穿透管壁厚，大多凹坑为敞口椭园截面坑洞。
③拉杆套管的腐蚀损坏比换热管更严重。
根据这个图片和实物可以通过以下方法分析材料的失效：1). 管材的化学成分测定2). 换热管的金相分析4). 腐蚀原因分析结果讨论：材料的断裂和腐蚀是材料失效中最常见的两种形式。
这两种失效在工程实际中经常会造成极大的破坏和损失。
分析和判断出材料失效的原因，同时找出有效的预防措施，防止类似的失效重复发生，是工程实际中经常遇到的难题。
材料失效分析需要应用机械、力学、物理、化学、数学、电子技术等多方面知识，需要借助现代分析测试技术，从宏观到微观，从定性到定量，从单项到综合的系统性分析。
上述图片实例也充分说明了在对材料失效分析时需要用到很多的基础学科，尤其是物理和化学。
而且在应用学科方面如现代显微测试技术等都是具有很好的代表性。
材料的失效分析离不开这些学科！要做好材料的失效分析我们就应该在实践的基础上将学科的知识和一些先进技术相结合应用！2.试用两个实际的失效案例说明材料失效分析的重要意义（要求既有文字说明，又有图片说明，文字不少于800字）答：发生在我们生活中的材料失效的案例很多，材料的失效也有很多的类型，不同的材料在不同的外界环境，使用环境和其本身的性质会使失效的形式也会不一样。
下面是两个实际的材料失效的案例：实例一：图1：曲轴及断裂部位进口万吨级远洋货轮主机曲轴断裂如上图曲轴及断裂部位材料的背景资料:1) 主机参数：额定功率为8820 kW，单缸功率为735kW，最高转速480r/min，常用转速400 r/min；2) 曲轴参数：材料相当于35CrMoA(中国)，轴颈φ＝400mm，质量约15t；3) 质量要求：曲轴整体锻造，调质后才可交付使用(按规定)。
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1、什么是失效？最常见的失效形式有哪几种？
机械构件由于组织与性能发生变化而引起不能完成指定功能时，称之为失效。
最常见的失效形式有机械力破坏、腐蚀性破坏、高温破坏。
2、什么是失效分析？失效分析有何意义？
失效分析是指分析研究构件的断裂，表面损伤及变形等失效现象的特征及规律的一门技术。
意义：失效分析对改进产品设计，选材等提供依据，并防止或减少断裂事故发生；通过失效分析还可以预测可靠性；可以提高机械产品的信誉，并能起到技术反馈作用。
3、材料失效分析的基本原理是什么？
首先经由鉴定何物及何种情况下破坏，其次推断如何破坏，最后判定为何破坏。
4、材料失效分析基本步骤是什么？
a、外观检视、勘验及调查；
b、断口观察；
c、断口成分分析；
d、其他相关检测
e、推断破坏机制；判定破坏肇因。
5、什么是断裂？什么是断口？常用断口分析方法有哪些？
金属的完全破裂称为断裂。
断裂后的自然表面称为断口。
断口分析方法：断口光学显微镜分析；断口的电子显微镜分析；离子探针分析。
1.破坏成分分析有那几种？破坏成分分析有什么意义？
答：a：表面分析（分析深度小于5nm）；次表面分析（分析深度小于1000nm）；
本体成分分析（材料内部化学成分）。
b：意义：在断口形貌观察分析无法确定失效原因的情况下需借助破坏成分分析技术以确定材料破坏的真正机制。
其中本体成分分析是为了确定材料选用是否有误而进行的。
2. 表面成分分析仪器有哪几种？举一例说明其工作原理。
答：a：俄歇光谱器，光电子化学分析仪，二次离子质谱仪，离子散射光谱仪，激光拉曼光谱仪。
b：俄歇光谱仪（AES）利用入射电子束把原子最低层电子打出，当上层电子降下来增补此空缺时，释放的能量可再激发另一高能阶电子放出，即俄歇电子，俄想电子的动能与以上所提供能阶有关，而能阶又是各种不同元素辨识的指标，因此由能量分析可判定原来的成分元素经过标准样品校准后可作定量分析，利用外加离子溅射可同时做成分深度分析。
3.次表面成分分析仪器有哪几种？举一例说明其工作原理。
答：a：电子微探分析仪，X射线荧光分析仪，X射线衍射仪，卢瑟福后向散射光谱仪，穆斯堡尔光谱仪。
b:X射线荧光分析仪利用X光束把原子最内层电子打出，当上层电子降下来填补空缺时，能阶差激发出X光放出，由此可进行成分定性分析，而X光的强度由元素含量决定。
因此，可以获得定量分析结果。
4.什么是非破坏性检测？非破坏性检测有何意义？
答：a、非破坏性检测是利用声、光、热、电、磁和射线等物理因子与待检测物质相互作用，在不破坏待检测物的内、外部结构及使用性能下，对其内部和表面缺陷的位置、大小、形状、种类分布等进行检测。
意义：非破坏性检测实在材料完全破坏或破坏初期，检测其裂缝位置、大小、形状种类及分布，及时采取措施成为材料失效的预警技术。
5.常用的非破坏性检测方法包括哪些？对比起优缺点，举一例说明其工作原理。
答：非破坏性检测方法有:渗透检测法、涡流检测法、磁粉探伤法、射线透视法、超声波探伤法。
答：（1）机械力破坏类型有恒力破坏和疲劳破坏
（2）恒力破坏是指材料所受应力形式固定的破坏
（3）疲劳破坏指材料所受应力的大小或方向不断循环改变而产生的破坏
7.恒力破坏有哪几种类型？什么是延性破坏？什么是疲劳破坏？
答：（1）恒力破坏有延性破坏和脆性破坏
（2）延性破坏：材料受到固定机械应力作用，首先发生弹性变形，继而发生塑性变形，再逐步延续至材料断裂。
（3）疲劳破坏：材料受到固定机械应力作用，首先发生弹性变形，当应力继续增加，材料开始破坏直接断裂。
8.恒力破坏的宏观和微观特征分别是什么？
答：（1）宏观特征：1.脆性破坏宏观特征：破断区没有明显缩颈，端口呈光亮状。
2.延性破坏宏观特征：明显缩颈，破断面阴暗状，其特征复杂，可归为杯椎状破裂，双杯状破裂，锐刀状破裂，剪短，点状破裂，超塑性破裂。
（2）微观特征：1.脆性破裂微观特征：a.沿晶脆性破坏：完整晶粒裸露形貌。
B.
穿晶脆性破坏：特定结晶裸露的解理形貌，如河川状条纹解理面舌状物突起解理面。
2.延性破坏微观特征：窝坑状。
9.残余应力按不同的分类方法分别有哪几种形式？
答：（1）按应力相互作用或平衡范围分类：1.宏观应力 2.微观应力 3.超显微应力（2）按应力产生过程分类：铸造应力，焊接残余应力，切削加工残余应力，热处理残余应力，镀层残余应力，表面硬化残余应力。
（3）按金属学分：体积应力，组织应力，镶嵌应力（4）按引起应力的工艺机械分类：结构残余应力，工艺残余应力，（5）按存在的长短分类：暂时残余应力，永久性残余应力
（6）按物理学分类：热残余应力，相变残余应力，加工残余应力
10.残余应力的检测方法有哪些？
答：检测方法有：1.钻孔法2.X光衍射量测法3.超声波量测法
1腐蚀破坏形式有哪几种？简要说明其特征。
答：腐蚀破坏可分为无机械力作用腐蚀破坏（均匀腐蚀，孔蚀，间隙腐蚀，晶间腐蚀，电偶腐蚀及去合金腐蚀）和有机械力作用腐蚀破坏（应力腐蚀，疲劳腐蚀，氢脆，液态金属脆裂及磨损腐蚀）。
2什么叫应力腐蚀？应力腐蚀破裂有什么特性？
答：是指材料在特定的环境中受到固定的机械应力所产生的加速破裂。
特性：材料断裂时的应力低于其抗拉强度甚至屈服强度。
材料与环境间有很强的选择性。
材料破坏方式可能沿晶或穿晶，甚至可能沿晶与穿晶并存。
拉伸应力与压缩应力均可形成应力腐蚀破坏。
3应力腐蚀失效机制有哪几种？
答：电化学模式，阳极溶解模式，机械模式，氧化层破坏模式，应力吸附模式，氢脆模式。
4应力腐蚀破裂断口有什么特征？
答：宏观上，除了脆性断裂特征，经常可见到裂缝以及半椭圆形方式自材料外围以一处或多处起始向材料内部传播。
微观上，如为穿晶破断，常显现准解理破坏特征，并且在其裂缝进展方向可见到许多羽毛状结构。
如为沿晶破断，断裂面可见到晶粒状光滑表面，如为氢脆机制破断，大都是沿晶断裂，但光滑晶粒表面上会有许多小洞或鱼刺状类似眼角皱纹结构。
5什么叫腐蚀疲劳破裂？腐蚀疲劳破裂有哪些特性？
答：腐蚀疲劳破裂是指材料在腐蚀环境中受到重复循环应力，其疲劳寿命减少的失效现象。
特征：多裂纹平行无分枝穿晶钝态：无腐蚀生成物有蚌壳状条纹活性：无腐蚀生成物无蚌壳状条纹
6腐蚀疲劳破裂机制是什么？对比分析腐蚀疲劳破裂、应力腐蚀和单纯疲劳破坏的特征。
答：机制是机械疲劳作用力和腐蚀作用力的协和效应，两者有竞争关系。
当机械疲劳作
用力占优势，失效行为接近单纯疲劳断裂，断口有蚌壳状条纹疲劳特征，反之，失效行为接近应力腐蚀破坏，断口看不到蚌壳状条纹疲劳特征。
7什么是氢脆？氢脆失效特征是什么？
答：氢脆是指氢原子侵入材料内部并且在一些晶格缺陷聚集而形成氢分子，体积膨胀导致材料内部破裂。
8什么叫液态金属脆断？液态金属脆断的失效机制是什么？
答：液态金属脆断是指固态金属在受应力状态下与另一液态金属接触，导致液态金属渗入固态金属内部而产生脆裂。
失效机制有两种截然不同的理论，分别呈现出沿晶与穿晶破断特征。
9高温破坏有哪几种类型？
答：包括高温化学力破坏和高温机械力破坏。
10什么是高温氧化机制、高温热盐腐蚀机制、高温断裂机制？
答：高温氧化机制亦为一电化学反应，金属氧化层是由金属离子或氧离子扩散至气体/金属的界面，并在此处发生氧化还原反应所生成的。
高温热盐腐蚀机制有两种包括碱性溶解与酸性溶解。
高温断裂机制包括晶界偏析，晶界析出，晶界扩散，晶界运动，晶界滑移，晶界熔融。
11高温断裂及其破坏特征是什么？
答：蠕变回火脆裂晶界疫害凝固破裂冷却破裂摩擦破裂热震破裂
12高温破坏的预防措施有哪些？
答：一、高温氧化的预防措施1.保护性氧化层的性质 2.提升氧化层的附着力3.涂覆保护镀层。
二、高温热盐腐蚀的预防措施1.保护涂层2.腐蚀抑制剂。
三、高温断裂的预防措施避免各种有害的晶界特性产生，包括材料成分中减少对晶界有害的元素、避免造成晶界脆化的加热制程及添加晶界强化合金元素。
11、疲劳断裂的预防措施：
延缓疲劳裂纹萌生的时间；降低疲劳裂纹的扩展速率；提高疲劳裂纹门槛值的长度
12磨损失效的预防措施
1）改进结构设计机制造工艺；2）改进使用条件提高维护质量；3）改进工艺措施
4）材料选择；5）表面处理。