《失效分析》-7.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,单击此处编辑母版标题样式,7,金属构件加工,缺点与失效,1/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,1、冷隔,冷隔是存在于铸件表面或表皮下不连续组织，是由两股未能相互融合金属液流汇合所形成不规则线性缺点。,冷隔多呈裂纹状或含有光滑边缘水纹外貌。其显微特征是金相组织比基体组织粗大，树枝状结晶显著，周围常被氧化皮所包围，因而与基体组织有显著界限，冷隔缺点普通出现在铸件顶壁上，薄水平面和垂直面上，厚薄转接处及薄肋处等部位。,2/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,2,、气孔,金属在熔融状态溶解大量气体，在冷凝过程中，绝大部分气体逸出，残余少许气体则在金属构件内部形成气孔或称为气泡。在砂型铸造时，砂中水分与液态金属发生作用，也可能形成气泡。另外，液态金属在浇注和在铸型腔内流动过程中，空气或铸型内特殊气氛可能被机械地卷入而引发气泡。,3/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,气孔常呈大小不等圆形、椭圆形及少数不规则形状（如喇叭形），产生于钢锭边缘一带气泡常垂直于型壁。孔内普通无氧化和夹杂，气孔断口形貌特征为光滑、洁净内壁。但因空气卷入而引发气泡，则常因氧化而展现暗蓝色或褐黑色。,气孔常出现在铸件最终凝固厚大处或厚薄截面交接处。,4/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,3、针孔,溶解于合金液中气体在凝固过程中析出时，因某种原因而残留在铸件中形成针状孔洞，是小于或等于1毫米小气孔。针孔在铸件中呈狭长形，方向与表面垂直、有一定深度，孔内表面光滑，普通在表面处孔径较小，向内逐步增大。,通常，针孔无规则地分布在铸件各个部位，尤其是厚大截面处，内转角及冷却速度迟缓部位。但在有色金属内有时也在晶粒内呈规则排列。,5/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,4、缩孔,因为金属从液态至固态凝固期间，产生收缩得不到充分补缩，使铸件在最终凝固部位形成含有粗糙或粗晶粒表面孔洞，普通呈倒锥形。,6/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,5、疏松,铸件组织不致密，存在着细小且分散孔穴称为疏松（或缩松）。疏松产生基本原因与缩孔相同。在有色金属铸件内，有时会发觉沿晶界分布疏松，也称为晶间疏松，黑色金属中极少见。通常，疏松细小而分散，表面或内壁不光滑，常可见到显著较粗大树枝状结晶，严重时可产生裂纹。普通情况下，疏松区域夹杂也比较集中。,7/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,6、夹杂物,固态金属基体内非金属物质。铸件中常见夹杂物包含耐火材料、熔渣、熔剂、脱氧产物及铸造金属氧化物等颗粒，普通又可分为,硫化物,、,氧化物、氮化物和硅酸盐,等。绝大多数非金属夹杂物没有金属光泽；不一样夹杂物含有不一样色泽与形状，其熔点和性质亦各不相同。非金属夹杂物在反射光下色泽，随显微镜观察时所用光源性质不一样而有改变；只有在暗场或偏振光下才能看到夹杂物固有色彩。,8/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,判别夹杂物方法有宏观和微观两大类：,宏观判别法：,较为惯用有断口判别法、硫印、酸侵和热蚀、超声波判定法等；,微观判别法：,惯用有化学分析法、岩相法、金相法、,X-Ray,衍射和电子显微镜观察等，能够确定夹杂物种类、形状、性质和分布，其中金相法使用最为广泛。,9/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,MnS与FeS固溶体型夹杂物，球状或共晶状，良好塑性，抛光时不易剥落，明场中FeS为淡黄色，MnS呈蓝灰色。随MnS含量增加由带浅蓝灰色变为深灰色，然后再变得稍微透明而含有黄绿色；暗场下不透明；偏光下各向异性，不透明。易受10%铬酸、碱性苦味酸钠和20%氢氟酸溶液侵蚀。,硫化物,10/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,SiO,2,夹杂物,石英（六方晶系）、磷石英（斜方晶系）、方石英（,属立方晶系，,属四方晶系）。非晶体,SiO,2,，大小不一样经典小球，明场中呈深灰色，常随其中所含杂质不一样而含有不一样色彩，中心有亮点，边缘有亮环；暗场中无色透明，鲜明地发亮；偏光下透明并有暗十字。,11/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,Al,2,O,3,夹杂物,无确定形状。硬脆，不易磨光，易剥落,，常在磨光面上留下曳尾。,明场中呈深灰带紫色；暗场中透明，呈,亮黄色；偏光下各向异性，但颗粒小时各向,异性不显著。,12/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,TiN夹杂物,立方晶系。呈有规则几何形状，如正方形或长方形等。无可塑性，易剥落。受煮沸20%氢氟酸溶液侵蚀。明场中呈淡黄色；随基体中含碳量增加，其色彩依淡黄,粉红,紫红而变动。暗场中不透明，周界为光亮线条所围绕；偏光下各向同性，不透明。,13/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,7、偏析,合金在冷凝过程中，因为一些原因造成化学成份不一致称为偏析。,（,1,）区域偏析,（,2,）比重偏析,（,3,）枝晶偏析,14/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,8、热裂纹,热裂纹发生在金属完全凝固之前，在固相线附近液固共存区，因为收缩受阻而形成裂纹。该裂纹经常延伸到铸件表面，暴露于大气之中，受到严重氧化和脱碳或发生其它大气反应。,显微形貌特征为呈连续或断续分布，有时呈网状或半网状，,裂纹短而宽，无尖尾，,形状波折，无金属光泽(呈氧化色)。微观上为沿晶断裂，伴有严重氧化脱碳，有时有显著偏析、疏松、杂质和孔洞等。,15/61,2,7.1 铸造加工缺点与失效,7.1.1常见铸造加工缺点及形貌,9、冷裂纹,冷裂纹发生在金属凝固之后，因为冷却时所形成热应力、组织应力及搬运、清理、校正时热振作用而产生。冷裂纹不如热裂纹显著，,裂纹细小，呈连续直线状。,微观上为穿晶扩展，基本上无氧化脱碳，两侧组织和基体相差不大。,冷裂纹大多出现在铸件最终凝固部位，尤其是在应力集中内尖角、缩孔、夹杂部位及结构复杂铸件上。,16/61,2,7.2 铸造加工缺点与失效,7.2.1 常见铸造加工缺点及形貌,1、折叠,锻件一部分表面金属折入锻件内部、使金属形成重合层缺点，称为折叠。,折叠是金属在锻轧过程中，变形流动金属与已氧化金属汇合在一起而形成。轧锻时产生尖角，耳子普通均较薄，冷却速度较基体快，易氧化而形成一层氧化皮，因而不能再与基体金属相互焊合而产生折叠。在锻件截面突变出、枝杈结构处，因为金属多向流动易于形成折叠。,17/61,2,常见有：存在于轧件一侧贯通全长折叠；在轧件两边相对称侧面上贯通全长折叠；或存在于锻、轧件全长上断续状分散折叠（模锻件或轧件上分散折叠石含有周期性分布）；拔长件横断面上横向折叠；线材、管材上横向全长折叠或局部折叠等。,形成折叠主要原因有：铸锭或坯料表面存在缺点（疤痕和不平整、粗大刮伤、轧辊表面有磨损或剥落；模具表面缺点）；锻、轧前金属加热不良；锻模、轧槽设计不合理；锻、轧工艺或操作不妥；冷拔工艺不妥等。,7.2 铸造加工缺点与失效,18/61,2,锻、轧件表面上存在折叠，在很多情况下与裂纹等缺点难以区分，所以正确地判断与区分这些缺点性质，对失效件分析和以后采取对应得工艺和办法以预防其产生，是极其主要。,折叠从表面开始，其高倍特征是开口较大，两侧较平滑，有程度不一样氧化脱碳现象，尾端圆秃，内存氧化物夹杂，普通与金属表面呈锐角，或与金属流线方向一致。,对有色金属型材上折叠进行微观分析时，在折叠缝内及其两侧，通常见不到氧化物夹杂，两侧无脱碳组织。,7.2 铸造加工缺点与失效,19/61,2,2、分层,锻件金属局部不连续而分隔为两层或多层称为分层。,缺点产生主要原因是金属中存在未焊合裂纹，非金属夹杂物、缩孔、气孔等缺点，在铸造后使金属局部不连续而分隔为两层或多层。,7.2 铸造加工缺点与失效,20/61,2,3、锻入氧化皮,普通情况下，金属表面极易氧化，尤其在铸造加热过程中，极易形成表面氧化皮，如,Fe,、,Si,和,Mn,氧化物，铝合金则形成,Al,2,O,3,氧化膜。这些氧化皮,(,氧化膜,),是在合金熔炼，浇注或前道轧锻工序中形成，而且在锻压之前或之中都不能消除，它作用如同非金属夹杂物，其显微特征为沿金属流线呈点状或线状,(,条状,),分布。,7.2 铸造加工缺点与失效,21/61,2,4、流线不顺,锻件流线不沿零件主要轮廓外形分布，严重时会形成涡流，穿流或紊流流线。,涡流即锻件流线呈旋涡状或树木年轮状。,穿流即在锻件肋条或凸台根部金属流线被穿断，破坏了金属流线连续性。,紊流则呈不规则而紊乱流线。,7.2 铸造加工缺点与失效,22/61,2,5、裂纹,锻件内部裂纹有两种类型：内部纵向裂纹和内部横向裂纹。,（,1,）内部纵向裂纹,在锻坯横断面上呈十字型（所以也称为十字裂纹）或条状，有甚至穿透锻坯中心延伸至表面与空气接触而被氧化。有裂纹没有暴露在锻坯端部，所以不与大气相通，开裂面未被氧化。因为在铸造过程中开裂面之间存在摩擦，当剖开时能够观察到开裂面有磨光和发亮情况。,7.2 铸造加工缺点与失效,23/61,2,十字形裂纹形成原因是铸造温度低，锻坯拔长时，沿着切应力最大对角线上产生交变应力引发。当锻坯中保留着粗大柱状晶时易造成裂纹形成。高速钢因为内部组织中存在着莱氏体共晶、网状及块状碳化物或疏松等缺点，在铸造过程中易出现此种裂纹。,7.2 铸造加工缺点与失效,24/61,2,（,2,）内部横向裂纹,主要位于锻坯中心部位：裂纹断面呈粗糙状，属沿晶断裂性质。,内部横向裂纹产生主要原因是毛坯在加热或锻,造过程中，因为加热不均或工艺参数不妥，其表层,金属变形,(,如伸长,),大于心部金属变形，而造成,心部受拉应力，当拉应力超出材料本身抗拉强度,时，心部将出现横向裂纹。,7.2 铸造加工缺点与失效,25/61,2,（,3,）龟裂,锻件表面呈龟壳网络状裂纹称龟裂或网状裂纹。其形成主要原因是过热、过烧、渗硫、渗铜等。,锻件加热温度过高，引发晶粒粗大或过烧，氧沿晶渗透生成氧化物，减弱了晶粒间结协力，降低了塑性变形能力，或热疲劳使锻件局部强度降低，应力增大，以致在铸造加工时沿晶界出现表面龟裂。,7.2 铸造加工缺点与失效,26/61,2,钢材或燃料中含硫量过高，引发金属晶界渗硫，在晶界上形成低熔点硫化亚铁和,Fe,共晶体，其共晶温度低于,1000,，在正常铸造温度下，晶界即被熔化，经铸造后形成龟裂,(,称热脆,),。,锻件含铜量过高,(0.2%),，并在氧化气氛中加热，在钢表面氧化皮下，富集一层熔点低于,1100,富铜合金，在铸造加热温度下即熔化，并浸蚀表面层晶界，铸造时形成龟裂称为铜脆。在加热炉中含有残余铜杂质时，也会因融熔铜沿晶界渗透而引发龟裂。,7.2 铸造加工缺点与失效,27/61,2,6、过热与过烧,金属坯加热温度超出始锻温度，或在高温下长时间保温，致使奥氏体晶粒快速长大，或终锻温度过高而剩下变形量,(,剩下铸造比,),又小，这时高温引发晶粒长大，不能由剩下变形量对晶粒破碎作用所抵消，因而形成粗晶粒组织现象，称为过热。,过热钢锻件，断面粗糙昏暗，属沿晶断裂，高速钢锻件，断口晶粒粗大，有金属光泽，属穿晶断裂。,7.2 铸造加工缺点与失效,28/61,2,锻件加热温度靠近熔点温度，或长时间在氧化性气氛高温炉中保温，不但使奥氏体晶粒极为粗大，而且炉中氧以原子形式渗透晶界处，使,Fe,，,S,等元素氧化，形成低熔点氧化物或共晶体，造成晶界早期熔化，破坏了晶粒间联络，这种现象称为过烧或烧毁。,过烧钢在铸造时一触即裂，裂口宽大，裂纹沿晶扩展，两侧严重氧化脱碳，沿晶界形成网状氧化物夹杂及脱碳组织。,7.2 铸造加工缺点与失效,29/61,2,1、焊接裂纹,焊接裂纹是指焊件在焊接或焊后退火、存放、装配，使用过程中产生各种裂纹，它是焊接缺点和焊接应力共同作用结果。,焊接裂纹按其性质可分为热裂纹、冷裂纹和延迟裂纹三种。,7.3 焊接加工缺点与失效,30/61,2,（,1,）热裂纹,热裂纹大部分是在结晶过程中产生裂纹，所以又叫结晶裂纹或高温裂纹。依据所焊材料不一样，产生热裂纹形态、温度区间和主要原因也各有不一样，所以又把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹三种。,形貌,焊接热裂纹必定是沿晶裂纹，呈光滑锯齿形边缘，连续或不连续地沿着晶界或枝晶边界分布于焊缝下面，有时呈蟹脚状或网状。焊缝内腔及附近晶界或多或少地存在有硫化物、磷化物、碳化物、氧化物、硼化物夹杂，其断口含有显著氧化色特征。,7.3 焊接加工缺点与失效,31/61,2,结晶裂纹主要产生在含杂质较多碳钢、低合金钢、镍基合金以及一些铝合金焊缝中。个别情况下，结晶裂纹也在热影响区产生。,液化裂纹主要发生在含有铬镍高强钢、奥氏体钢以及一些镍基合金近缝区或多层焊层间部位。母材和焊丝中硫、磷、硅、碳偏高时，液化裂纹倾向将显著增加。,多边化裂纹多发生在纯金属或单相奥氏体合金焊缝中或近缝区。,7.3 焊接加工缺点与失效,32/61,2,（,2,）冷裂纹,冷裂纹是在金属焊后冷却过程中形成裂纹，又叫低温裂纹。是焊接生产中较为普遍一个裂纹，焊后马上发生，没有延迟现象，通常出现在热影响区，有时出现在焊缝上。,冷裂纹是焊接热应力、淬硬组织应力和机械应力共同作用结果。钢在冷却过程中，过冷奥氏体假如发生马氏体相变，形成硬而脆淬硬层组织，在焊接应力作用下，即可能产生焊接冷裂纹。,7.3 焊接加工缺点与失效,33/61,2,有些塑性较低材料焊接时，冷却时因为收缩力引发应变超出了材料本身塑性极限或材质变脆而产生裂纹，也是焊接冷裂纹，又称为低塑性脆化裂纹。,形貌,熔焊冷裂纹含有锯齿形凹凸不平，深浅不一，尾端细而尖锐，与淬火裂纹相同。在淬硬性高钢中，普通属沿晶裂纹，在淬硬性低钢中，通常为穿晶裂纹，有时也有混晶特征。断口氧化色不显著，没有显著夹杂，大部分属于解理断裂。,7.3 焊接加工缺点与失效,34/61,2,（,3,）延迟裂纹,实质上也是由焊接应力为主要原因冷裂纹，而且使焊接冷裂纹中一个普遍形态。它是在焊后几分钟、几十分钟乃至几天以后产生裂纹，即含有延迟性质。,延迟裂纹产生，是因为高温下奥氏体中固溶了较多氢，,主要取决于钢种淬硬倾向、焊接接头应力状态和熔敷金属中扩散氢含量。,断口形貌,呈亮晶状结晶断口，无氧化色，微观形态以马氏体解理断裂为主，并混有沿晶断裂混合型断裂。,7.3 焊接加工缺点与失效,35/61,2,（,4,）再热裂纹,对于一些含有沉淀强化元素钢种和高温合金（包含低合金高强钢、珠光体耐热钢、沉淀强化高温合金，以及一些奥氏体不锈钢等）在焊后并没有发觉裂纹，而是在回炽热处理或在高温下使用过程中产生裂纹，称为再热裂纹。,再热裂纹都是产生在焊接热影响区过热粗晶部位，而且含有晶间开裂特征。在母材、焊缝合热影响区细晶区均不产生再热裂纹。裂纹走向是沿熔合线附近粗大晶粒晶界扩展，有时裂纹并不连续，而是断续，碰到细晶组织就停顿扩展。,7.3 焊接加工缺点与失效,36/61,2,回火之前焊接区存在较大残余应力并有程度不一样压力集中，二者必须同时存在，不然不会产生再热裂纹。,再热裂纹产生与再热温度和时间相关，存在一个敏感温度区，对于普通低合金钢，约在,500,700,C,。,含有一定沉淀强化元素金属材料才含有产生再热裂纹敏感性，普通碳素钢和固熔强化金属材料，普通不产生再热裂纹。,7.3 焊接加工缺点与失效,37/61,2,（,5,）层状撕裂,大型厚壁结构，在焊接过程中常在钢板厚度方向承受较大拉伸应力，于是沿钢板轧制方向出现一个台阶状裂纹，普通称为层状撕裂。,层状撕裂是一个内部低温开裂，普通在表面难以发觉。其主要特征就是展现阶梯状开裂，这是其它裂纹所没有。层状撕裂全貌基本是平行于轧制表面平台与大致垂直于平台剪切壁所组成。在撕裂平台部位常可发觉不一样类型非金属夹杂物（如MnS、硅酸盐和铝酸盐等）。,7.3 焊接加工缺点与失效,38/61,2,层状撕裂场出现在,T,型接头、角接头和十字接头中，普通在对接接头极少发觉，但在焊趾和焊根处因为冷裂纹诱发也会出现层状撕裂。,层状撕裂产生与钢种强度级别无关，主要与钢中夹杂物量与分布形态相关。当沿轧制方向上以片状,MnS,夹杂为主时，层状撕裂含有清楚阶梯状；当以硅酸盐夹杂为主时呈直线状，以,Al,2,O,3,为主时则呈不规则阶梯状。,7.3 焊接加工缺点与失效,39/61,2,2、气孔,溶入熔池焊缝金属中气体,(CO,2,、,H,2,、,N,2,、水蒸汽等,),，在金属凝固前未来得及逸出，而在焊缝金属表面或内部形成孔穴称气孔。,形貌,CO,2,形成气孔，其外形主要呈条虫状，是圆形气孔连续；由,H,2,形成气孔，其外形主要有针孔形（似针孔微小气孔）和圆型；由,N,2,形成气孔，其外形多呈表面开口气孔。依据起因不一样，气孔可分为孤立、线状排列和群集三类。,7.3 焊接加工缺点与失效,40/61,2,3、夹渣,夹渣是指焊后残留在焊缝金属内部或熔合线上熔渣或非金属夹杂物。比如：残留在手工电弧焊、埋弧焊焊缝中融渣,CO,2,气体保护焊焊缝中氧化物夹杂，钨极保护焊焊缝中钨电极夹杂等。,7.3 焊接加工缺点与失效,41/61,2,4、焊缝成形不良,不良焊缝外形包含有焊瘤、咬边和焊缝外形尺寸不符合要求等。,焊瘤,是熔融金属流到焊缝根部之外而后凝固所形成金属瘤；,咬边,是母材和焊缝交界处，在母材表面形成沟槽或凹陷，在熔融金属深度到达母材高度时，则形成烧穿或穿孔；,焊缝外形尺寸,不符合耍求，是指焊缝隆起面过高过陡，高低不平，宽度不等，焊波粗劣等现象。,7.3 焊接加工缺点与失效,42/61,2,5、未填满,焊缝金属不足，沿焊缝长度方向在焊缝表面形成连续或断续沟槽。,6、未焊透,未焊透是指母材与母材，熔敷金属与熔敷金属，母材与熔敷金属之间局部未熔化现象。此缺点普通出现在焊缝根部或基体金属与熔化金属未熔合,(,对接或角接时,),，焊缝金属向基体金属中熔透不足部位。,7、过烧,特征：金属强烈氧化，在电极周围有金属熔化痕迹，有蜂窝孔和较大外部飞溅。,7.3 焊接加工缺点与失效,43/61,2,7.3 焊接加工缺点与失效,咬边,气孔,44/61,2,7.3 焊接加工缺点与失效,未焊透,夹渣,45/61,2,7.3 焊接加工缺点与失效,46/61,2,7.3 焊接加工缺点与失效,47/61,2,7.3 焊接加工缺点与失效,48/61,2,7.3 焊接加工缺点与失效,49/61,2,7.4 热处理缺点与失效,7.4.1 常见热处理缺点及形貌,1、氧化、脱碳,所谓,氧化,是材料中金属元素在加热过程中与氧化性气氛(氧、二氧化碳、水蒸气等)发生作用，形成金属氧化物层（氧化皮）一个现象。,所谓,脱碳,是钢铁材料在加热过程中表层碳与加热介质中脱碳气体（氧、氢、二氧化、水蒸汽等）相互作用而烧损一个现象。脱碳也是材料氧化过程。依据脱碳程度可分为全脱碳层和半脱碳层两类，全脱碳层显微组织为全部铁素体。,50/61,2,2、内氧化,内氧化是合金内部沿晶界形成氧化物相或脱碳区现象。其深度可达十几个,m,。金属材料形成内氧化倾向与合金中组元和氧亲协力大小相关，如在铜合金中含有比铜更活泼易氧化元素,Zn,、,Si,、,Mn,、,Ti,等，在钢中含有比铁更活泼易氧化元素,Cr,、,Mn,、,Si,、,Mo,等，极易发生内氧化。在钢材气体渗碳和碳氮共渗层中经常出现因为内氧化形成组织缺点。在热处理介质中，若含有不纯物质如硅酸盐等时，也易引发材料内氧化。,发生内氧化构件，其断口呈粗糙状，或者沿晶形成黑色氧化物状。,7.4 热处理缺点与失效,51/61,7.4 热处理缺点与失效,3.过热,A变粗大，高碳粗大马氏体内部及原A晶界存在显著裂纹,4.过烧,粗大晶粒晶界上出现局部烧化或氧化现象,表皮呈被烧熔皱皮，晶粒更粗大，晶界加粗呈氧化色，无光泽，C化物呈共晶鱼骨状,5.淬火软点,52/61,7.4 热处理缺点与失效,6.回火脆,断口组织粗糙，呈银灰色，颗粒状，齐平，电镜形貌特征为岩石状或冰糖状花样,7.石墨化脆性,8.网状或大块状碳化物,9.粗大M和大量参加奥氏体,53/61,淬火裂纹,淬火直裂,细长零件在心部完全淬透情况下，因为组织应力作用而产生纵向直线淬火裂纹。裂纹为穿晶扩展，普通起源于应力集中或夹杂处，裂纹尾端尖细。,7.4 热处理缺点与失效,淬火龟裂,表面脱碳高碳钢零件，在淬火时，因表面层金属比容比中心小，在拉应力作用下产生龟裂。裂纹为沿晶扩展，普通较浅，极少氧化,。,54/61,7.5 机加工缺点与失效,（1）切削加工缺点,因为刀具材料、形状、几何角度、零件材质硬度、切削速度、切削量及冷却条件等原因影响，表面会产生粗糙刀痕、精度尺寸不符合要求、表层加工硬化和残余应力等缺点,（a）切削裂纹：加工过程中表面产生异常纹理。,（b）几何形状误差：接触面积小，产生磨损，造成磨损加剧。,（c）表面粗糙度：增大零件摩擦与磨损、降低零件接触刚度、影响配合性质稳定性、降低机械零部件结合密封性、增加流体在管道中阻力、表面粗糙度对疲劳极限影响,55/61,7.5 机加工缺点与失效,（d）刀痕、深沟痕及鳞片状毛刺影响,（e）零件“R”加工过小影响,（f）加工精度不符合要求影响,56/61,2,（,2,）磨削裂纹,磨削裂纹是当前生产中经常出现一个加工缺点。工件在磨削过程中，,磨削力与摩擦力大,(磨削力要比其它切削力大数十倍)或,砂轮过钝,等原因，而形成很复杂应力状态，它包含原有,残余应力,，,磨削热,(磨削热比其它切削热甚至大百倍以上)引发热应力，高速磨削时,机械(滚压)应力,及磨削过程中发生,相变,(如表层温度过高引发马氏体相变)所引发,组织应力,等，当总应力超出磨削工件本身强度极限时，即造成磨削裂纹。,7.5 机加工缺点与失效,57/61,2,a,磨削裂纹属于表面裂纹，即普通只发生在工件磨削表面上，深度较浅，约,0.01,0.25mrn,，且深度基本一致；,b,磨削裂纹宏观形态普通有两种，即与磨削方向基本垂直，且彼此基本平行分布条状裂纹和呈封闭网状分布,(,龟裂,),。也有混合分布；,c,磨削裂纹断口形态普通也有两种，一个为沿晶断裂，如渗碳齿轮和工具钢中磨削裂纹；另一个为穿晶断裂，如调质类零件上磨削裂纹；,7.5 机加工缺点与失效,58/61,2,d,磨削裂纹普通是在磨削过程中发生，即边磨削边产生裂纹，有时在放置过程中，也能够产生；,e,在工件最表层磨削裂纹区，往往能看到磨削烧伤带，甚至可看到有二次淬火现象；,f 磨削裂纹宏观断裂均为脆性，但微观机制可能是脆性，也可能是塑性。,7.5 机加工缺点与失效,59/61,2,一个机械零件或部件加工过程是复杂，往往要经过锻、机加工、热处理等全部步骤，所以，每一个步骤缺点都会对构件失效产生影响。同时，在零件失效中，又往往不是单个原因作用，有时是多个原因共同作用造成早期失效，这在失效分析时应引发足够注意。但对于一个零件失效，毕竟有一个原因是根本原因，其它原因起促进作用或加速裂纹扩展作用，必须抓住根本性原因，才能真正处理问题。,7.5 机加工缺点与失效,60/61,2,鉴于失效原因或影响失效原因原因很多，它们,不确定性愈加突出，尤其是当代装备使用条件越来越,苛刻、安全贮备系数越来越小、工作能力也越来越复杂,，所以，单原因引发失效原因已基本不存在,大多是多,原因非线性耦合交互作用结果。,钟群鹏,中国工程院院士，失效分析教授,7.5 机加工缺点与失效,61/61,