《金屬材料零部件失效分析案例：涉及大量鐵路、汽車零部件》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與鐵路領(lǐng)域的零部件，希望對初步涉及失效分析領(lǐng)域的科技工作者，尤其是在汽車與鐵路部門工作的科技人員提供一定的幫助。《金屬材料零部件失效分析案例：涉及大量鐵路、汽車零部件》首先對進(jìn)行失效分析時(shí)需要的基礎(chǔ)知識(shí)及在失效分析過程中需要注意的問題進(jìn)行概括，尤其是對如何進(jìn)行金相組織分析給出比較詳細(xì)的說明，隨后分類對多種零部件失效原因進(jìn)行論述。最后對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。
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 無損檢測技術(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
1.4.3 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型彈條制造過程中裂紋分析
2.4 車輛彈簧斷裂失效分析
2.5 鐵路Ⅰ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 車輛鉚釘拉伸時(shí)非正常斷裂原因分析
2.9 車輛鉚釘拉伸斷口不平整原因分析
2.10 汽車轉(zhuǎn)向直拉桿早期斷裂原因分析
2.11 汽車扭簧斷裂分析
2.12 汽車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)晶粒車軸鋼斷裂韌性偏低分析
3.11 50車軸鋼中異常組織對疲勞性能的影響
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燕處理工藝設(shè)計(jì)
4.5 軸承鋼鍛造后粗大魏氏體組織對滲碳組織的影響
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
……
第6章 大型構(gòu)件失效分析案例
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.現(xiàn)場了解情況，收集背景資料
目的是對失效零件的工作狀態(tài)與整體情況有一個(gè)宏觀的定性了解。宏觀資料的收集對失效分析的整體判斷有重要的意義。一般要進(jìn)行以下幾方面工作：首先要了解失效零件的服役狀況，分清失效零件與其他零件的關(guān)系，初步判斷受力狀態(tài)與發(fā)生破壞的位置，了解失效零件占整個(gè)出廠同類零件的數(shù)量，詳細(xì)了解失效零件的材料與加工工藝等。
無論如何強(qiáng)調(diào)此項(xiàng)工作的重要性也不會(huì)過分。例如很多情況下制造方都懷疑由于原材料有冶金缺陷等質(zhì)量問題造成產(chǎn)品失效。這時(shí)可以通過了解失效零件的數(shù)量來進(jìn)行初步的判斷。如果一批原材料制造的同種零件中，僅少數(shù)幾件發(fā)生破壞，一般就可以初步判斷與原材料冶金質(zhì)量關(guān)系不大。因?yàn)槿绻慌牧腺|(zhì)量有問題，質(zhì)量缺陷不會(huì)僅集中在材料某一個(gè)部位，一般是分布在整批材料中。所以很多零件均會(huì)受到原材料的影響，發(fā)生破壞零件的數(shù)量就不會(huì)太少。
2.對失效的零件及相關(guān)的零件進(jìn)行宏觀分析
利用肉眼或者放大鏡對斷裂的樣品進(jìn)行觀察。必須要仔細(xì)觀察斷口的形貌及表面顏色等，分析斷裂的位置，盡量找到裂紋源位置并記錄與照相。目的是幫助判斷斷裂的原因。同時(shí)一個(gè)正確的失效原因分析應(yīng)該能夠?qū)暧^現(xiàn)象提供一個(gè)合理的解釋。
3.進(jìn)行定性或定量的力學(xué)分析
目的是確定零件的受力狀態(tài)，判斷零件是在何種應(yīng)力作用下失效的。如果不是在零件受力最大的部位發(fā)生破壞，就有理由認(rèn)為材料的組織可能存在問題，或者在工作中受到不應(yīng)有的外力作用。對于一些大型構(gòu)件破壞往往需要采用有限元等方法進(jìn)行構(gòu)件各個(gè)部位受力情況的定量分析，將各個(gè)部位受到應(yīng)力值與材料性能指標(biāo)進(jìn)行對比分析，從中得到關(guān)于零部件失效原因的重要信息。
4.對失效的零部件進(jìn)行性能測定
目的是與要求的性能標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對照，判斷是否達(dá)到要求。在可能的情況下盡可能在斷口附近截取樣品。
5.金相組織分析
目的是判斷是否與要求的組織相吻合，有時(shí)要配合掃描電鏡甚至透射電鏡進(jìn)行分析。
6.化學(xué)成分分析
目的是判斷與樣品標(biāo)準(zhǔn)要求的成分是否符合。
7.斷口與組織的電鏡分析
采用掃描電鏡對斷口進(jìn)行分析，目的是根據(jù)斷口上顯示的微觀形貌，進(jìn)一步明確斷裂的機(jī)理。有時(shí)采用光學(xué)顯微鏡難于確定材料內(nèi)部微觀組織，此時(shí)可以采用透射電鏡對材料微觀組織進(jìn)行分析；
8.在模擬條件下做實(shí)驗(yàn)，失效模擬
目的是對失效分析的機(jī)理進(jìn)行驗(yàn)證。在一般失效分析中不會(huì)進(jìn)行。
應(yīng)該說明的是并不是所有情況下均要完整地進(jìn)行上述全部的步驟，有些情況下僅做其中的幾個(gè)步驟就可以判斷出失效的原因。但是在一般金屬材料的失效分析中，1、2、3、5這幾個(gè)步驟往往是必須要做的。
目前有多種先進(jìn)的分析測試手段，對正確地進(jìn)行失效分析起到重要作用。但是如何合理地使用，降低失效分析的成本，提高失效分析的效率也是重要的問題。
對于一些初次涉及失效分析領(lǐng)域的科技人員存在一種傾向，輕視宏觀分析與金相分析。對任何失效問題均采用SEM、TEM等手段進(jìn)行分析，實(shí)際上這樣分析往往達(dá)不到理想效果。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明目前許多失效零部件，只需要采用宏觀分析方法配合使用光學(xué)顯微鏡分析組織，就能夠得到正確結(jié)論。這些試驗(yàn)方法對現(xiàn)場技術(shù)人員是有條件實(shí)現(xiàn)的，而且是最實(shí)用的。同時(shí)宏觀分析也是進(jìn)行SEM分析的基礎(chǔ)，因此本章僅對這些最基本的試驗(yàn)方法進(jìn)行論述。對于一些先進(jìn)試驗(yàn)手段（如透射電鏡、掃描電鏡分析等）已有許多專門論著，本書中不做闡述。
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