過量變形失效 配件在工作過程中因應力集中等原因造成變形超過允許范圍,導致設備無法正常工作的現象。主要形式有兩種:變形超限和蠕變。例如,高溫下工作的螺栓發生松弛,就是蠕變造成的。
斷裂失效 配件在工作過程中完全斷裂而導致整個機器或設備無法工作的現象。常見的斷裂失效形式有:疲勞斷裂、低溫脆斷、應力腐蝕斷裂、蠕變斷裂等。疲勞斷裂是指配件在交變循環應力多次作用后發生的斷裂,例如:齒輪、傳動軸、彈簧等配件都是在交變應力下工作的,失效形式大多屬于這種類型;低溫脆斷經常發生在有尖缺口或有裂紋的構建中,這種斷裂往往較突然,危害性較大。奧氏體型不銹鋼構件在含氧量高的水中以及在熱處理中受到敏化作用時,應力腐蝕開裂較明顯;許多高溫下工作的構件,由于長時間蠕變,承載面積不斷減小,單位截面積應力提高,終導致蠕變斷裂。
表面損傷失效 配件表面損壞造成機器或設備無法正常工作或失去精度的現象。常見有表面疲勞、表面磨損、表面腐蝕等類型,例如:齒輪長期使用后齒面磨損、精度降低屬于表面磨損。
裂紋失效 配件內外微裂紋在外力作用下擴展,造成配件斷裂的現象。根據加工工藝的不同,可分為鑄造裂紋、鍛造裂紋、焊接裂紋、熱處理裂紋和機械加工裂紋等。裂紋產生往往是材料選取不當,工藝制定不合理而造成。例如:鍛件中的裂紋,往往因為鋼中含硫量較高,混入銅等低熔點金屬或夾雜物較多,造成晶界強度被消弱;或鍛后冷卻過快,未及時進行退火處理,多容易產生表面裂紋。
由于配件的工作條件和制造工藝的不同,失效的原因是多方面的,下面主要從結構設計、材料選擇、加工工藝指定和工作環境幾方面進行分析。
結構設計不合理 配件的結構形狀,尺寸設計不合理易引起失效。
材料選取不當 所選用的材料性能未達到使用要求,或材質較差,這些都容易造成配件的失效。
加工工藝問題 在配件的加工工藝過程中,由于工藝方法或參數不當,會產生一系列缺陷,這些缺陷的存在,往往導致構件過早破壞。
使用維護不正確 超載運行,潤滑條件不良,配件磨損增加等均可造成配件早期失效。
配件失效的原因是多種作樣的,實際情況是錯綜復雜,失效分析就是尋找構件斷裂、變形、磨損、腐蝕等失效現象的特征和規律,并從中找到損壞的主因。
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