金屬的失效形式及失效原因密切相關,失效形式是金屬失效過程的表觀特征,可以通過適當?shù)姆绞竭M行觀察。通過金屬失效分析,可提前了解到金屬材料或金屬設備的性能是否存在問題,以避免在工程應用中可能導致的事故危害。
什么是金屬失效分析?
金屬失效分析是指以宏觀表象特征和微觀過程機理為理論依據(jù),把失效對象、失效現(xiàn)象、失效環(huán)境分別加以考察,以獲取的客觀事實為證據(jù),全面應用邏輯推理綜合分析的方法來判斷失效模式,并推斷失效原因,提出預防與糾正措施的技術與管理活動。
失效形式的分類
彈性變形失效:當應力或溫度引起材料可恢復的彈性變形大到足以影響裝備正常發(fā)揮預定的功能時,就出現(xiàn)彈性變形失效。
塑性變形失效:當受載荷的材料產生不可恢復的塑性變形大到足以影響裝備正常發(fā)揮預定的功能時,就出現(xiàn)塑性變形失效。
韌性斷裂失效:材料在斷裂之前產生顯著地宏觀塑性變形的斷裂稱為韌性斷裂失效。
脆性斷裂失效:材料在斷裂之前沒有發(fā)生或很少發(fā)生宏觀可見的塑性變形的斷裂稱為脆性斷裂失效。
疲勞斷裂失效:材料在交變載荷作用下,經過一定的周期后所發(fā)生的斷裂稱為疲勞斷裂失效。
腐蝕失效:腐蝕是材料表面與服役環(huán)境發(fā)生物理或化學的反應,使材料發(fā)生損壞或變質的現(xiàn)象,材料發(fā)生的腐蝕使其不能發(fā)揮正常的功能則稱為腐蝕失效。腐蝕有多種形式,有均勻遍及材料表面的均勻腐蝕和只在局部地方出現(xiàn)的局部腐蝕,局部腐蝕又分為點腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕開裂、腐蝕疲勞等。
磨損失效:當材料表現(xiàn)相互接觸或材料表面與流體接觸并作相對運動時,由于物理和化學的作用,材料表面的形狀、尺寸或質量發(fā)生變化的過程,稱為磨損。由磨損而導致構件功能喪失,稱為磨損失效。磨損有多種形式,其中常見粘著磨損、磨料磨損、沖擊磨損、微動磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損等。
金屬失效分析標準
GB/T 10128-2007金屬材料 室溫扭轉試驗方法
GB/T 12443-2007金屬材料 扭應力疲勞試驗方法
GB/T 13239-2006金屬材料低溫拉伸試驗方法
GB/T 2039-2012金屬材料 單軸拉伸蠕變試驗方法
GB/T 20568-2006金屬材料 管環(huán)液壓試驗方法
GB/T 13301-1991金屬材料電阻應變靈敏系數(shù)試驗方法
GB/T 13825-2008金屬覆蓋層 黑色金屬材料熱鍍鋅層
GB/T 12444-2006金屬材料 磨損試驗方法試環(huán)-試塊滑動磨損試驗
GB/T 14265-1993金屬材料中氫、氧、氮、碳和硫分析方法通則
GB/T 11020-2005固體非金屬材料暴露在火焰源時的燃燒性試驗方法清單