金屬材料零部件失效分析案例

內(nèi)容概要

《金屬材料零部件失效分析案例——涉及大量鐵路汽車(chē)零部件》提供了大量金屬零部件失效分析實(shí)際案例，這些失效分析的案例大部分是涉及汽車(chē)與鐵路領(lǐng)域的零部件，希望對(duì)初步涉及失效分析領(lǐng)域的科技工作者，尤其是在汽車(chē)與鐵路部門(mén)工作的科技人員提供一定的幫助。本書(shū)首先對(duì)進(jìn)行失效分析時(shí)需要的基礎(chǔ)知識(shí)及在失效分析過(guò)程中需要注意的問(wèn)題進(jìn)行概括，尤其是對(duì)如何進(jìn)行金相組織分析給出比較詳細(xì)的說(shuō)明，隨后分類對(duì)多種零部件失效原因進(jìn)行論述。最后對(duì)于一些大型失效部件，如何將各個(gè)學(xué)科知識(shí)有效結(jié)合分析其失效原因提供典型案例。
《金屬材料零部件失效分析案例——涉及大量鐵路汽車(chē)零部件》主要供從事失效分析工作的一線科技人員作為參考資料，同時(shí)可以作為高等院校材料專業(yè)高年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)“材料力學(xué)性能”“失效分析”等課程學(xué)習(xí)的參考書(shū)。本書(shū)由楊川、高國(guó)慶等編著。

書(shū)籍目錄

第1章  失效部件的宏觀部件與金相分析原理及方法
  1.1  零部件失效分析的基本步驟與目的
  1.2  材料宏觀缺陷的分析方法
  1.2.1  宏觀缺陷分析的重要意義
  1.2.2  常用的檢查方法與目的
  1.2.3  無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
  1.3  材料斷裂宏觀現(xiàn)象分析
  1.3.1  宏觀分析的目的與意義
  1.3.2  宏觀斷口分析目的
  1.3.3  根據(jù)宏觀斷口形貌確定裂紋源區(qū)域的方法
  1.3.4  根據(jù)宏觀斷口判斷斷裂類型
  1.3.5  典型的拉伸斷口形貌與材料性能間的關(guān)系
  1.3.6  斷裂面與載荷方向間夾角和材料性能間關(guān)系
  1.3.7  典型疲勞斷口形貌與材料性能與載荷間的關(guān)系
  1.3.8  疲勞宏觀斷口形貌與微觀斷口形貌關(guān)系
  1.4  光學(xué)顯微鏡成像原理及金相組織分析
  1.4.1  分析的目的
  1.4.2  阿貝成像原理
  ].4.3  利用阿貝原理分析金相組織
  1.5  力學(xué)分析方法的應(yīng)用
  1.6  失效分析中值得注意的兩種傾向
  參考文獻(xiàn)
第2章  鐵路及汽車(chē)小型配件失效分析案例
  2.1  地鐵單趾彈條斷裂分析
  2.2  鐵路Ⅱ型彈條斷裂分析
  2.3  鐵路Ⅱ型彈條制造過(guò)程中裂紋分析
  2.4  車(chē)輛彈簧斷裂失效分析
  2.5  鐵路工型彈條斷裂分析
  2.6  鐵路I型彈條淬火硬度偏低原因分析
  2.7  鐵路軸承裝配時(shí)擠壓力偏低原因分析
  2.8  車(chē)輛鉚釘拉伸時(shí)非正常斷裂原因分析
  2.9  車(chē)輛鉚釘拉伸斷口不平整原因分析
  2.10  汽車(chē)轉(zhuǎn)向直拉桿早期斷裂原因分析
  2.11  汽車(chē)扭簧斷裂分析
  2.12  汽車(chē)錐齒輪斷齒原因分析
  參考文獻(xiàn)
第3章  柴油機(jī)及零部件失效分析案例
  3.1  柴油機(jī)汽缸水套失效分析及對(duì)策
  3.2  柴油機(jī)“機(jī)破”事故分析1
  3.3  柴油機(jī)活塞鋁裙延伸率偏低分析
  3.4  柴油機(jī)中連接桿低應(yīng)力下脆斷原因分析
  3.5  柴油機(jī)曲軸氮化后表面硬度偏低分析
  3.6  油泵內(nèi)溢流閥斷裂分析
  3.7  柴油機(jī)凸輪軸磨削裂紋分析
  3.8  柴油機(jī)盤(pán)簧斷裂分析
  3.9  柴油機(jī)“機(jī)破”事故分析2
  3.10  細(xì)晶粒車(chē)軸鋼斷裂韌性偏低分析
  3.11  50車(chē)軸鋼中異常組織對(duì)疲勞性能的影響
  參考文獻(xiàn)
第4章  表面處理零件失效分析案例
  4.1  20CrNi3活塞桿鍍鉻層表面網(wǎng)紋分析
  4.2  擋油環(huán)氮化后磨削裂紋分析
  4.3  殼體電穿加工刻痕形成原因分析
  4.4  導(dǎo)線夾彈性偏低分析與熱處理工藝設(shè)計(jì)
  4.5  軸承鋼鍛造后粗大魏氏體組織對(duì)滲碳組織的影響
  4.6  鐵路軸承磷化后表面出現(xiàn)紅色區(qū)域原因分析
  4.7  深層滲碳軸承套圈與滾子失效分析
  4.8  鍍金鈹青銅導(dǎo)電彈簧斷裂分析
  參考文獻(xiàn)
第5章  零部件失效分析案例
  5.1  鐵路供電TJ-95銅絞線斷裂原因分析
  5.2  鐵路供電銅銀導(dǎo)線損傷原因分析
  5.3  緊固鐵路道岔用的高強(qiáng)螺栓斷裂分析
  5.4  吊弦線夾中的螺孔夾板斷裂分析
  5.5  高速軋鋼機(jī)上用軋輥失效分析
  5.6  H13鋁型材擠壓模具斷裂分析
  5.7  高速軋鋼機(jī)用軋輥表面剝落原因分析
  5.8  建筑螺紋鋼筋斷裂分析
  5.9  鑄造IN718合金延伸率偏低原因分析
  5.10  道岔用高強(qiáng)螺栓斷裂分析
  5.11  9Cr2Mo材料軸熱處理裂紋分析
  5.12  輸電線路中用鋼腳鐵裂紋分析
  參考文獻(xiàn)
第6章  大型構(gòu)件失效分析案例
  6.1  案例1  TDK空壓機(jī)機(jī)破事故分析
  6.1.1  空壓機(jī)零部件斷裂情況概述
  6.1.2  試驗(yàn)方案設(shè)定
  6.1.3  試驗(yàn)結(jié)果與分析
  6.1.4  空壓機(jī)斷裂過(guò)程分析
  6.1.5  連桿螺栓疲勞斷裂原因分析
  6.1.6  連桿螺栓使用壽命估算
  6.1.7  結(jié)論與建議
  6.2  案例2  電站汽輪機(jī)高壓大軸推力盤(pán)斷裂原因分析
  6.2.1  事故發(fā)生情況概述
  6.2.2  試驗(yàn)方案制定
  6.2.3  試驗(yàn)結(jié)果與分析
  6.2.4  分析討論
  6.2.5  結(jié)論
  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   2）螺紋根部的裂紋是如何形成的？夾雜物是否有影響？ 這些裂紋形成的原因是：在冷擠壓螺栓時(shí)，在螺紋根部就形成許多微小裂紋，這些裂紋長(zhǎng)短形態(tài)各不相同，在淬火時(shí)一些較長(zhǎng)的微裂紋在淬火應(yīng)力作用下，就擴(kuò)展形成更長(zhǎng)更寬的裂紋，由于它們是在淬火過(guò)程中形成，所以在這些長(zhǎng)裂紋兩側(cè)觀察不到明顯脫碳層。這些淬火中形成的裂紋也是有長(zhǎng)有短，那些特長(zhǎng)的裂紋就成為拉伸時(shí)開(kāi)裂的啟裂點(diǎn)。也有一些小的擠壓裂紋，在熱處理時(shí)沒(méi)有擴(kuò)展，所以觀察到明顯的脫碳層。 由于在長(zhǎng)裂紋及二次裂紋中均沒(méi)有觀察到夾雜物的存在，所以材料中雖然存在夾雜物，它們也不是裂紋產(chǎn)生的主要原因。 因此得到結(jié)論：螺栓根部長(zhǎng)的裂紋是淬火中形成的，在冷擠壓螺栓時(shí)螺紋根部就形成微裂紋，這些微裂紋淬火時(shí)成為根部淬火裂紋形成的關(guān)鍵原因。 3）非正常斷口形成原因分析與建議： 據(jù)了解廠方原來(lái)是采用熱擠壓制造螺栓，當(dāng)時(shí)從來(lái)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)拉伸斷口不正常的情況。后來(lái)將熱擠壓成形螺栓改變?yōu)槔鋽D壓成形螺栓，就發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題。這就更進(jìn)一步證實(shí)上述金相分析結(jié)果。 冷擠壓螺紋表面粗糙度低，外觀美觀，對(duì)于不經(jīng)過(guò)熱處理的螺栓有一定強(qiáng)化作用。但是由于冷擠壓存在加工硬化作用，尤其在含碳量較高情況下，容易出現(xiàn)微裂紋。因?yàn)槁菟ㄔ陔S后又采用調(diào)質(zhì)處理，導(dǎo)致冷加工造成的強(qiáng)化影響就不存在。通過(guò)分析得到下面結(jié)論： 在冷擠壓螺紋時(shí)，由于工藝、刀具、螺紋形狀等多方面原因（再加上螺栓材料是45Mn2，并非低碳鋼制），所以在冷擠壓螺紋時(shí)就在螺栓的根部產(chǎn)生一定數(shù)量的微裂紋。這些微裂紋中較長(zhǎng)的，在隨后淬火過(guò)程中形成更長(zhǎng)的裂紋存在螺紋的根部，在隨后的發(fā)黑過(guò)程中斷面成黑色。拉伸時(shí)這些裂紋成為啟裂點(diǎn)，在拉力作用下擴(kuò)展直至斷裂，造成拉伸試驗(yàn)時(shí)的非正常斷口。建議： （1）對(duì)正常斷裂螺栓也不能排除在螺紋根部存在微裂紋，建議最好不使用或慎重使用。 （2）對(duì)螺紋冷成形工藝應(yīng)該進(jìn)行改進(jìn)（例如螺紋根部均采用圓弧過(guò)渡）且螺紋冷加工成形后應(yīng)該加強(qiáng)檢測(cè)，判斷在螺紋根部是否存在微裂紋，然后再進(jìn)行熱處理。

編輯推薦

《金屬材料零部件失效分析案例》作者根據(jù)多年實(shí)踐與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以金相顯微鏡中阿貝成像原理為基礎(chǔ)，配合多個(gè)案例詳細(xì)說(shuō)明了如何進(jìn)行金相組織分析，并闡述如果金相顯微鏡分辨率達(dá)不到要求，無(wú)法辨認(rèn)組織，又將采用何種方法進(jìn)行分析。同時(shí)較詳細(xì)地介紹了不同分析方法的圖案，如金相顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡圖像在圖像方面的相似性與本質(zhì)區(qū)別。

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