一、延性断裂失效
当构件所承受的实际应力大于材料的屈服强度时,将产生塑性变形,应力进一步增大,就会产生断裂,称为延性断裂失效。
二、脆性断裂
脆性断裂是指断裂前几乎不产生显著的塑性变形。脆性断裂是一种危险的突发事故,危害性很大,断裂时所受应力较低,常低于材料的屈服强度,低于设计许用应力。
三、疲劳断裂
机械零件在循环交变应力的作用下引起的断裂称为疲劳断裂。在机械构件的断裂失效中,疲劳断裂所占的比例*高,达70%以上。
疲劳断裂的类型
疲劳断裂的类型较多,常见的疲劳断裂主要有高周疲劳、低周疲劳、热疲劳、接触疲劳、腐蚀疲劳、微振疲劳、蠕变疲劳等。
四、磨损失效
磨损是零部件失效的一种基本类型,是相互接触并作相对运动的物体,由于机械作用所造成的材料迁移及分离的破坏形式,也称磨损失效,往往采用宏观分析技术就可以比较准确的进行判断。
磨损失效会造成的危害
a)全丧失原定功能;
b)功能降低和有严重损伤或隐患;
c)继续使用会失去可靠性及安全性。所有滑动或滚动的零件均会受到磨损,如轴承、齿轮、导轨、活塞环、花键、制动器、离合器等。
磨损失效虽不像断裂失效及腐蚀失效所造成的损失巨大,然而也发现一些灾难性的事故根源来自磨损失效,如飞机起落架和液压控制筒在活塞与油缸、活塞秆与密封之间发生微动磨损,*后导致飞机起落架无法放下而发生机毁事故。
磨损失效的特点:
1)总是和摩擦相伴,存在材料损失或迁移;
2)需要一定的时间;
3)磨损不等于磨损失效,需要一个量变到质变的转化过程;
4)磨损与构件的大小无关。
常见的磨损失效主要可分为:
1)粘着磨损;
2)磨粒磨损;
3)疲劳磨损(接触疲劳);
4)腐蚀磨损(微动磨损)。
实际分析中往往会有多种磨损失效形式同时存在,但一般有一种是主要的。
五、腐蚀失效
金属与其表面接触的介质发生反应而造成的损坏称为腐蚀。腐蚀失效的特点是失效形式众多,失效机理复杂。而且腐蚀失效占金属机械构件失效事故的比例相当高,仅次于疲劳断裂。尤其是在化工、石油、电站、冶金等工业领域中,其腐蚀失效的事故较多,造成的损失巨大。因此对腐蚀失效的研究和预防在失效分析中是非常重要的工作。
腐蚀失效与介质、材料结构、应力、温度与介质流速等有密切关系,失效主要由局部腐蚀引起,包括点蚀、冲蚀及应力腐蚀破裂(SCC)等,其中SCC易造成突发事故。对于对SCC破裂,肖纪美院士按介质类型将其分为碱脆、氢脆、氯脆、氦脆、硝脆等,该分类便于针对化学环境而选材,当然也便于有的放矢地提出防范措施。
大多数腐蚀失效采用宏观分析技术就可以初步确定其一级失效模式。
六、变形失效
变形失效都是逐渐发生的,一般都属于非灾难性。但是忽视变形失效的监督和预防,也会导致很大的损失。在室温下的变形失效主要有弹性变形失效和塑性变形失效。高温下的变形失效主要有蠕变失效和高温松弛失效。
使用过程中的变形、冷加工过程中的变形、热处理淬火变形都是变形失效的一种。