失效分析即是對裝備及其構(gòu)件在使用過程中發(fā)生各種形式失效現(xiàn)象的特征及規(guī)律進行分析研究，從中找出產(chǎn)生失效的主要原因及防止失效的措施。

失效形式有以下四種形式：

(1)變形失效a彈性變形失效b塑性變形失效

(2)斷裂失效a韌性斷裂失效b脆性斷裂失效c疲勞斷裂失效

(3)腐蝕失效a局部(點腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、腐蝕疲勞) b全面(均勻、不均勻) 

(4)磨損失效

根據(jù)失效分析的目的和要求，一般還要進行實驗研究。本文主要圍繞實驗研究講以下幾個方面的檢驗。

1、宏觀檢驗

用肉眼或放大鏡檢驗金屬表面，縱橫斷面、斷口上的各種組織和缺陷的方法叫做宏觀檢驗。通過宏觀檢驗?zāi)芙沂窘饘俚娜?，顯示其組織的不均勻性和各種缺陷的形態(tài)、分布，對顏色、腐蝕、斷裂裂紋的萌生位置及裂紋的走向等都能迅速而準確地識別出來。進行斷口的宏觀分析。能得到斷裂表面整體的概貌特征，并在一定程度上了解破壞的原因?？纱_定失效件斷裂的裂紋萌生位置，裂紋的擴展方向，判別斷裂的類型，構(gòu)件所承受的應(yīng)力類型，環(huán)境介質(zhì)、溫度對構(gòu)件斷裂的影響，變形程度及磨損情況。

常用的宏觀檢驗方法有酸浸試驗、塔形車削發(fā)紋試驗以及硫印試驗等。

2、微觀檢驗

宏觀檢驗?zāi)軌颢@得很多信息，但要了解更多的細節(jié)和情況還必須再進行微觀觀察。

通過對斷口的微觀分析,除可以進一步澄清斷裂的途徑、斷裂的性質(zhì)，環(huán)境介質(zhì)及溫度對斷裂的影響外，還能進一步確定斷裂的原因及其斷裂機理等詳細情況。對斷口進行顯微分析時，可使用光學顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、俄歇電子能譜儀、離子探針、X射線衍射儀等儀器來研究。

3、金相檢驗

金相檢驗是一種常規(guī)的實驗分析方法。它在失效分析中能提供被檢材料的大概種類和組織狀況。從檢驗出的顯散組織來推斷或證實被檢材料制造過程中經(jīng)歷的工藝過程，以及執(zhí)行這些工藝是否屬正常，同時還可提供失效件在發(fā)生事故時是否發(fā)生塑性變形等情況，以及失效件在使用過程中無意造成的熱處理效果等。反映出失效件在工作條件下發(fā)生的腐蝕(大致可以定性和對腐蝕程度的半定量)、磨損、氧化和嚴重的表面加工硬化等，并可初步確定其程度。從失效件上存在的裂紋，通過光學金相，大致可看出裂紋的發(fā)生及延伸分布的特征以及裂紋兩側(cè)的顯微組織，來判斷裂紋的性質(zhì)，從而可提供失效件裂紋的產(chǎn)生原因;夾雜物的類型、級別及分布;相的類型、大小及分布。

4、無損檢驗

在進行斷裂部件的性能測定時，需從斷裂件上取樣，這是有損檢驗。為了對原有構(gòu)件的缺陷及裂紋分布情況做一次了解，應(yīng)該首先進行無損探傷。

無損探傷有了解表面裂紋的著色探傷、磁粉探傷、探測內(nèi)部缺陷及裂紋分布的超

5、化學成分分析

在失效分析中,化學成分分析是*的。它能為失效分析提供有用的信息。如由于選材錯誤所造成的失效，只需要用化學成分分析就能得到結(jié)果。

利用X射線和熒光分析、能譜分析、俄歇分析、電子探針、離子探針、激光探針等方法，對金屬的表面或內(nèi)部的成分進行分析和研究。在進行化學我分分析時，宏觀化學成分分析較常用，對于特殊情況，可采用微區(qū)化學成分分析。

6、力學性能測定

對零部件進行失效分析常要測定材料的硬度和力學性能。由于硬度的測量簡便易行，對失效分析常常是至有用的手段之一，可用于估計金屬材料的拉伸強度，估計熱處理是否合乎質(zhì)量要求，檢驗由于過熱、脫碳、滲碳、滲氮和加工硬化等所引起的軟化和硬化等。

力學性能測定常要進行金屬的拉伸試驗及沖擊試驗，以便于比較。有時還需要做一些比使用溫度稍高或稍低的力學性能測量,以便對零部件在服役中是否有超溫情況作出判斷。此外還需考慮特殊性能測定，如疲勞試驗、應(yīng)力腐蝕試驗、韌脆轉(zhuǎn)變溫度測定、斷裂韌性測定等。

在鋼材的初步檢驗中,用簡單的彎曲試驗就能查明材料是韌性還是脆性的。硬度測量能指示鋼材的抗拉強度。但對鑄鐵和大多數(shù)非鐵金屬材料還不能用彎曲和硬度測量來評估，而只能用拉伸來測量,這是因為他們還沒有建立起硬度與拉伸強度的對應(yīng)關(guān)系。一般非鐵金屬如鋁、銅及其合金的塑性較大，用簡單彎曲不能反映脆性或塑性的程度。與說明書的數(shù)據(jù)比較時，應(yīng)注意到試樣取向與材料加工方向之間的關(guān)系。通常，橫向試樣的拉伸強度比縱向的小些。

一般來說，由于拉伸強度不足而引起損壞的例子并不多見。因此，力學性能測試主要起到復檢的作用和確定排除力學性能引起損壞的顧慮。

7、斷裂力學分析

失效分析應(yīng)用斷裂力學測量的目的，在于通過斷裂韌性的測試和分析,確定一個部件安全使用所能容納的裂紋尺寸，以及確定含有裂紋部件的壽命。前者判斷部件成品材料的斷裂韌度是否合理，如不合理必須設(shè)法提高該部件的斷裂韌度，以免同樣的失效重復發(fā)生;后者在于判斷現(xiàn)有裂紋的部件還能使用多久，而不至于誤判它過早的退役。斷裂力學是從有韌口的實際情況出發(fā)來考慮切口效應(yīng)和裂紋擴展的速率。

目前常用的評價斷裂韌性的方法有：平面應(yīng)變斷裂韌度(K1c) 測試、動態(tài)撕裂試驗(DT) 、J積分斷裂判據(jù)(J1c) 、裂紋張開位移(COD)測試和動態(tài)斷裂韌度(K1d) 測試。

中科檢測是具備CMA、CNAS資質(zhì)認證的第三方檢測機構(gòu)，累計數(shù)十年檢測經(jīng)驗和資源團隊，能對失效原因進行檢測分析，并根據(jù)失效分析和根因為產(chǎn)品物料優(yōu)選、設(shè)計改進和失效預防提供技術(shù)解決方案。