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分析汽车金属零件损坏原因
分析汽车金属零件损坏原因
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汽车零件的损坏在汽车故障(或事故)中占有相当大的比重。如果不能快捷、及时地分析零件损坏原因,匆忙换件修复,往往会造成“坏了就换,换了又坏”的恶性循环。用表面观察法分析汽车零件损坏原因,简单易行,随时可做,也不需要复杂的设备和仪表,在多数情况下所得出的结论已足够应用。所谓表面观察法,就是用肉眼对损坏的金属零件表面进行观察,根据零件表面的状态、零件的裂纹或断口形状及特征来判断零件损坏原因的方法。金属零件损坏的基本形式
1.脆断和韧断当零件承受外加载荷的时候,首先发生弹性变形,当载荷所引起的应力超出弹性极限时,零件发生塑性变形,当应力超过强度极限时,零件断裂。这种断裂称为韧性断裂。韧性断裂的断口有明显的塑性变形,颜色比较灰暗,有时可以看到明显的纤维状纹路。例如,因超载扭断的半轴所呈现的麻花样的断口。另一种情况是当零件承受外加载荷时,零件未发生塑性变形即已破断,这称之为脆性断裂。脆性断裂的断口比较平齐,有比较光亮的晶粒光泽。
2.残余应力零件在受到外加载荷时,其内部将产生应力,即正应力和剪应力。当外力去除后,留存在零件内部的应力称为残余应力。残余应力会导致零件的脆性破断和产生附加塑性变形。该情况特别易在气缸体、变速器壳体一类的铸件内发生,不仅在浇铸时会出现,在使用阶段也会发生。若在机械加工前不用自然时效或人工时效的方法消除残余应力,则加工后零件就会变形或产生裂纹。例如在实际工作中有时会发现,更换新气缸体后,装车使用不久就产生了裂纹,再换新品又出现同样的故障,而在使用过程中并没有发生缸体过热或骤冷的现象。这就要查找配件来源,考虑是否因缸体时效不良所致。
3.应力集中零件上若有几何形不连续的现象(如缺口、台阶、圆角、沟槽、油孔、花键、键槽、螺纹、压配合件的边缘、加工刀痕等等),以及材料缺陷(如缩松、砂眼、夹渣、焊接缺陷、脱碳、软点、硬度分布的突变以及过热引起的晶粒粗大等),则这些部位附近的实际应力要比名义应力(平均应力)高得多,并且应力集中。应力集中处最易产生裂纹,是零件断裂观察分析中不可忽视的因素。例如,在修磨发动机曲轴时,曲柄销与曲柄臂的过渡处都要磨出规定的圆角,就是要避免应力集中。
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3秒自动关闭窗口《金属零部件失效分析基础》 杨川, 高国庆, 崔国栋【摘要 书评 试读】图书
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出版社: 国防工业出版社; 第1版 (日)
平装: 248页
语种: 简体中文
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第1章绪论 1.1失效出现的宏观原因 1.2失效分析的基本方法 1.2.1常规分析方法 1.2.2系统分析方法 1.3失效分析的主要目的与值得注意的两种倾向 1.4失效分析的进展 习题 参考文献 第2章失效分析基础与基本技能 2.1金属材料典型力学性能试验条件下的应力分布与断裂过程 2.1.1拉伸试验金属材料应力分布断裂特征 2.1.2弯曲试验金属材料应力分布与断裂特征 2.1.3扭转过载试验金属材料应力分布与断裂特征 2.1.4剪切过载试验金属材料应力分布与断裂特征 2.1.5冲击试验金属材料断裂过程 2.1.6交变载荷应力分布特点与断裂过程 2.1.7实际零部件疲劳强度影响因素 2.2应力集中与三向应力 2.3残余应力产生原理与分析方法 2.3.1钢在热处理过程中的残余应力 2.3.2经过表面技术处理后残余应力分布 2.3.3铸造残余应力 2.3.4焊接残余应力 2.4断口宏观形貌分析方法 2.4.1宏观断口分析目的与意义 2.4.2裂纹源与裂纹扩展方向确定方法 2.4.3圆柱形与片状样品拉伸过载断裂断口分析 2.4.4圆柱样品扭转过载断裂断口分析 2.4.5弯曲过载断裂断口 2.4.6剪切过载断裂断口 2.4.7冲击过载断裂断口 2.5断口微观形貌分析方法 2.5.1分析目的 2.5.2扫描电镜( SEM)成像原理与典型用途 2.5.3典型断口微观形貌 2.6 断口宏观形貌与断口微观形貌间关系 2.6.1韧性材料拉伸断裂宏观与微观断口 2.6.2脆性材料拉伸断裂宏观与微观断口 2.6.3韧性材料扭转断裂宏观与微观断口 2.6.4冲击断裂宏观与微观断口 2.6.5弯曲载荷作用下断裂断口宏观形貌与微观形貌 2.6.6剪切断裂宏观断口形貌与微观断口形貌 2.7金相组织分析方法 2.7.1分析目的 2.7.2阿贝原理 2.7.3利用阿贝原理分析金相组织 习题 参考文献 第3章疲劳失效 3.1 疲劳断口形成过程与形貌分析 3.1.1疲劳断口形成与断口宏观形貌特征 3.1.2宏观形貌对失效原因提供的信息 3.1.3疲劳断口微观形貌特征及对失效原因提供的信息 3.1.4疲劳断口宏观形貌与微观形貌间关系 3.2疲劳断口定量分析 3.2.1利用宏观断口进行定量分析 3.2.2利用微观断口形貌特征(疲劳条纹间距)进行定量分析 3.3疲劳图在疲劳失效分析中的应用 3.4利用材料表面技术提高疲劳强度 3.5疲劳断裂实际案例 案例1柴油机中盘簧断裂原因分析 案例2柴油机汽缸水套失效分析及对策 习题 参考文献 第4章磨损失效 4.1磨损与摩擦力 4.2磨损机理 4.2.1粘着磨损机理 4.2.2磨粒磨损机理 4.2.3氧化磨损 4.2.4微动损伤 4.3判断磨损机理的方法 4.4实际案例分析 案例1反击式破碎机锤头耐磨性偏低分析 习题一 参考文献 第5章失效分析案例 5.1柴油机“机破”事故分析 5.2铁路Ⅱ型弹条制造过程中裂纹分析 5.3压力容器罐体表面裂纹分析 5.4高速轧钢机用轧辊表面剥落原因分析 5.5镀金铍青铜导电弹簧断裂分析 5.6深层渗碳轴承套圈与滚子失效分析 5.7TDK空压机机破事故分析 习题 附录1应力集中系数图与表 附录2材料性能数据 附录3大型构件不同位置疲劳条纹照片
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