本次课内容 第8章 零件失效分析与选材原则 8.1、机械零件的失效 1、畸变失效 2、断裂失效 3、磨损失效 4、腐蚀失效 8.2、机械零件失效分析 1、零件失效基本原因 2、零件失效分析 8.3、机械零件选材原则 1、使用性能原则 2、工艺性能原则 3、经济及环境友好性原则
本次课内容 第8章 零件失效分析与选材原则 8.1、机械零件的失效 8.2、机械零件失效分析 8.3、机械零件选材原则 1、畸变失效 2、断裂失效 3、磨损失效 4、腐蚀失效 1、零件失效基本原因 2、零件失效分析 1、使用性能原则 2、工艺性能原则 3、经济及环境友好性原则
第8章零件失效分析与选材原则 8.1机械零件的失效(failures) 零件的尺寸、形状、性能 畸变失效Distortion failure 发生变化而不能圆满完成 指定的功能。 1)、弹性畸变失效 √弹性畸变与零件形状、尺寸、 elastic distortion failure 弹性模量、温度、载荷有关。 Elastic distortion is not always indications of failure. Springs of all types are an obvious example of a cyclic elastic distortion by design. The vehicle components must possess a combination of strength and the capability to deform and absorb the energy of the collision,hereby reducing the forces and energy experienced by the occupants
8.1 机械零件的失效（failures） 1、畸变失效 Distortion failure ✓ 弹性畸变 与零件形状、尺寸、 弹性模量、温度、载荷有关。 1)、弹性畸变失效 elastic distortion failure 第8章 零件失效分析与选材原则 零件的尺寸、形状、性能 发生变化而不能圆满完成 指定的功能。 ✓零件形状：等量相同材料时，截面形状对刚度影响大。 工字形 > 立矩形 > 正方形 > 薄板形 ✓材料性能：高弹性模量材料，弹性变形小，表8-1。 e e E = Elastic distortion is not always indications of failure. Springs of all types are an obvious example of a cyclic elastic distortion by design. The vehicle components must possess a combination of strength and the capability to deform and absorb the energy of the collision, hereby reducing the forces and energy experienced by the occupants
第8章零件失效分析与选材原则 8.1机械零件的失效(failures) 零件的尺寸、形状、性能 畸变失效Distortion failure 发生变化而不能圆满完成 指定的功能。 2)、塑性畸变失效 塑性畸变材料承受的应力超过 plastic distortion failure 屈服极限引起的。 设计中进行强度计算时，一般公式为 [o]≤ Warpage during heat treatment or during stress-relief annealing is also a common type of distortion failure. Warpage can result from changes in residual stress or from thermal or phase transformation induced stresses and strains that are introduced during heating or cooling
8.1 机械零件的失效（failures） 1、畸变失效 Distortion failure ✓ 塑性畸变材料承受的应力超过 屈服极限引起的。 2)、塑性畸变失效 plastic distortion failure 第8章 零件失效分析与选材原则 零件的尺寸、形状、性能 发生变化而不能圆满完成 指定的功能。 ✓设计中进行强度计算时，一般公式为 k s [ ] 3)、翘曲畸变失效 warpage distortion failure ✓ 翘曲畸变是复杂应力引起材料 在不同方向上产生了变形。 Warpage during heat treatment or during stress-relief annealing is also a common type of distortion failure. Warpage can result from changes in residual stress or from thermal or phase transformation induced stresses and strains that are introduced during heating or cooling
第8章零件失效分析与选材原则 8.1机械零件的失效(failures) 零件的尺寸、形状、性能 发生变化而不能圆满完成 2、 断裂失效Fractured failure 指定的功能。 1)、韧性断裂 韧性断裂材料断裂之前发生 Ductile Fracture 明显塑性变形的断裂。 宏观特征 √微观特征 Macroscale fractography features Microscale fractography features The classic cup-and cone fracture surfac typically has three distinct surface textures:the centra geometry fibrous zone,radial marks,and shear lip 20 um
8.1 机械零件的失效（failures） 2、断裂失效Fractured failure ✓ 韧性断裂 材料断裂之前发生 明显塑性变形的断裂。 1)、韧性断裂 Ductile Fracture 第8章 零件失效分析与选材原则 零件的尺寸、形状、性能 发生变化而不能圆满完成 指定的功能。 ✓宏观特征 Macroscale fractography features b ✓微观特征 Microscale fractography features 缩颈 necking 韧窝 dimples Fig. 9 Schematic of fracture surface regions in cylindrical tension-test specimens The classic cup-andcone fracture surface typically has three distinct surface textures: the central geometry fibrous zone, radial marks, and shear lips
第8章零件失效分析与选材原则 8.1机械零件的失效（failures) 零件的尺寸、形状、性能 2、断裂失效Fractured failure 发生变化而不能圆满完成 指定的功能。 2)、脆性断裂 √脆性断裂材料断裂之前没有或 Brittle Fracture 很小的塑性变形的断裂。 √宏观特征 √微观特征 Macroscale fractography features Microscale fractography features 穿晶断裂河流花样 沿晶断裂 冰糖花样 334m
8.1 机械零件的失效（failures） 2、断裂失效Fractured failure ✓ 脆性断裂 材料断裂之前没有或 很小的塑性变形的断裂。 2)、脆性断裂 Brittle Fracture 第8章 零件失效分析与选材原则 零件的尺寸、形状、性能 发生变化而不能圆满完成 指定的功能。 ✓宏观特征 Macroscale fractography features ✓微观特征 Microscale fractography features 穿晶断裂-河流花样 沿晶断裂- 冰糖 花样