材料失效分析

前言

人類文明的進步帶動材料使用的多元化，相對的，材料使用的條件卻是日益嚴苛，所造成的材料失效也更加復雜嚴重。“材料失效分析”（failureanalysis）相當于“材料診斷學”，也就是當材料發(fā)生失效時，利用各種儀器及方法，從破損的形貌觀察及破損成分分析，推斷破損的機制，并借此尋求失效原因，以便對癥下藥，或者避免重蹈覆轍。基本上，材料失效形式可歸納為機械力破損、腐蝕性（化學力）破損及高溫（熱力）破損。機械力破損主要涵蓋恒力破損、疲勞破損及磨損，其中恒力破損再細分為延性破損、脆性破損與準解理破損；腐蝕性破損則包括均勻腐蝕、晶間腐蝕、孔蝕、隙縫腐蝕、原電池腐蝕、去合金等類型；此外，機械力與腐蝕亦會共同作用形成機械力腐蝕破損，包括應力腐蝕、疲勞腐蝕、磨損腐蝕、氫脆、液態(tài)金屬脆裂等；高溫破損主要分為高溫腐蝕破損與高溫強度破損，其中高溫腐蝕破損涵蓋高溫氧化與高溫熱鹽腐蝕，高溫強度破損則包括潛變、凝固熱脆、回火脆裂、硬化脆裂、磨裂及熱震破裂。針對這些材料失效種類，本書將詳細說明其失效特征與失效機制?！肮び破涫?，必先利其器”，從事失效分析工作，有許多分析儀器與檢測技術可以利用。這些失效分析的工具大致區(qū)分為斷口形貌觀察工具與失效成分分析工具，前者包括宏觀觀察、微觀觀察及電子束觀察相關儀器，后者則涵蓋表面分析、次表面分析及本體分析的各種儀器；此外，非破壞性檢測（著色探傷、渦流檢測、磁粉探傷、放射線透視及超聲波檢測）亦為失效分析必須了解的技術。

內容概要

　　《材料失效分析》講述了多種材料失效形式，同時對各種失效形式的形貌、特點、破損機制及相應的檢測儀器、分析手段進行了介紹。各種失效形式包括機械力破損、腐蝕性破損和高溫破損等，針對這些失效形式又進行了細分；針對不同的失效種類，詳細地說明了失效特征與失效機制?！恫牧鲜Х治觥芬矊Ω鞣N失效分析儀器和檢測技術作了詳盡的介紹，分析儀器包括斷口形貌觀察工具和失效成分分析工具等；檢測技術重點介紹了非破壞性檢測?！　　恫牧鲜Х治觥芳瓤晒┎牧蠈I(yè)高年級本科生和研究生用作教材，也可供從事使用材料的各工程領域（機械、土木、化工、電子、醫(yī)學等）人員作為參考用書。

書籍目錄

CHAPTER 1 材料失效分析總論一、導言二、材料失效實例三、材料破壞與材料加工四、失效分析原理五、失效分析程序六、總結CHAPTER 2 斷口形貌觀察一、宏觀斷口形貌二、微觀斷口形貌三、電子束觀察斷口形貌四、總結CHAPTER 3 破壞成分分析一、表面分析二、次表面分析三、本體成分分析四、總結CHAPTER 4 非破壞性檢測一、滲透檢測法二、渦流檢測法三、磁粉探傷法四、射線透視法五、超聲波檢測法六、總結 CHAPTER 5 恒力破壞一、彈性變形與理論強度二、延性破壞機制三、脆性破壞機制四、恒力破壞斷口微觀特征五、恒力破壞宏觀特征六、總結CHAPTER 6 殘余應力一、殘余應力破損與量測二、鉆孔法量測殘余應力三、X光衍射量測殘余應力四、超聲波量測殘余應力五、焊接殘余應力量測實例六、總結CHAPTER 7 疲勞破壞一、疲勞破壞機制二、疲勞破壞的宏觀與微觀特征三、疲勞破壞的分類四、疲勞斷裂力學五、影響材料疲勞限或疲勞強度的因素六、改善材料疲勞限或疲勞強度的方式七、總結CHAPTER 8 斷裂力學基礎一、斷裂力學發(fā)展歷史回顧二、線性彈性斷裂力學三、彈性塑性斷裂力學四、斷裂力學的應用五、總結CHAPTER 9 磨損破壞一、磨損概論二、磨損破壞機制及形貌特征三、磨損檢測方法四、耐磨損機件及其材料五、耐磨損表面改質技術六、金屬材料耐磨損性七、總結CHAPTER 10 腐蝕破壞一、腐蝕概論二、腐蝕熱力學三、腐蝕動力學四、腐蝕破壞形式五、腐蝕破壞實驗六、電化學原理金屬防蝕技術七、總結CHAPTER 11 機械力與腐蝕共同作用破壞一、應力腐蝕破裂二、腐蝕疲勞破裂三、氫脆四、液態(tài)金屬脆裂五、總結CHAPTER 12 高溫破壞一、高溫氧化機制二、高溫熱鹽腐蝕機制三、高溫斷裂機制四、高溫斷裂及其破壞特征五、高溫破壞的預防措施六、總結

章節(jié)摘錄

插圖：CHAPTER 1 材料失效分析總論一個材料工程師除了要熟悉材料性質，正確選用材料，一旦材料發(fā)生失效，更要懂得如何判定失效原因，從而尋求補救對策；針對此需要，“材料失效分析”（failureanalysis）成為一個從事材料工作者必需的知識與工具。一、導言材料失效分析相當于“材料診斷學”，也就是當材料發(fā)生失效時，利用各種儀器及方法，從斷口形貌觀察及破壞成分分析，推斷破壞進行機制，并借此尋求失效原因，以便對癥下藥，或者避免重蹈覆轍。因此“材料失效分析”可以從兩方面著手：（一）斷口形貌觀察（fractography）；（二）破壞成分分析（fracturechemistry）。就分析原理而言，斷口形貌觀察著重于特征的判斷，亦即從斷口形貌特征，根據(jù)機理推導及經(jīng)驗歸納所得的資料，去判定失效形成的原因。通常對材料破壞的診斷是第一步工作，一個有經(jīng)驗的材料工程師可能從這初步的斷口形貌觀察大致地判斷失效的原因；破壞成分分析是進一步的診斷工作，因為斷口形貌可能錯綜復雜，或破壞特征不夠明顯，或者單憑斷口形貌仍無法確定失效的成因，此時可借著斷口面的成分分析，尋求造成失效的直接原因。有時為了更深導言入了解破壞的機制，以便確實掌握失效原因，必須對材料進行應力分析，因此應力分析為材料失效診斷的輔助方法。

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《材料失效分析》由華東理工大學出版社出版。

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