应用失效分析结果的方法与意义

失效分析报告最终会给出相应的失效分析结果，其结果阐述了该失效件失效的原因机理，可以根据失效分析结果采取相应的预防措施，力求从根本解决问题，防止类似事故重复发生。

1.失效分析报告应用

由于失效分析报告是专业性较强的技术类报告，所以正确地解读和利用失效分析报告是发挥失效分析作用和采取正确整改措施的重要环节。

通过下面的实例对失效分析报告的解读和对其合理利用进行说明。

案例1

弹性扭杆是某车辆中的减振零件，其作用是支撑车体、传递地面给车体的力、缓和地面高低不平对高速行驶的车轮产生的冲击力，是车辆中的重要零部件。某扭杆在进行扭转试验时发生断裂，其断裂位置及形貌如图2-11所示；扭杆的热处理状态为淬火+低温回火。

图2-11 失效件断裂位置及形貌

宏观断口形貌如图2-12所示，断裂源处放大如图2-13所示。

图2-12 宏观断口形貌

图2-13 断裂源处放大

图2-14 断裂源处微观缺陷（500×）

由宏观断口分析可见，断裂源位于扭杆内部，并非表面缺陷引起，断裂源处微观缺陷如图2-14所示。对断裂源处进一步进行扫描电镜分析，由图2-15、图2-16分析可知，缺陷为原材料气泡缺陷。

图2-15 “亮白台阶”处断口形貌(www.xing528.com)

图2-16 “亮白线”处断口形貌

本失效件失效原因是原材料气泡缺陷导致的产品在扭转试验时发生断裂，原因直观明确。由于是原材料缺陷导致的失效，送检方需调查整批零件中发生的失效是个案还是批量性的，并采取相应的整改措施；如果原材料为外购，可以考虑与供货方交涉，讨论相关赔偿事宜。该类失效分析可以对事故责任认定和损失赔偿给予科学准确的依据。

案例2

某锻造履带板，在使用过程中发现销耳过渡圆弧处开裂，如图2-17所示。将裂纹打开，观察其断口具有疲劳断裂特征，如图2-18所示。经分析发现裂纹起始于零件销耳上下表面的圆弧部位，该处表面脱碳层深0.40mm，如图2-19所示。分析结论为，使用过程中受双向弯曲力作用，导致在表面脱碳严重的应力集中过渡圆弧部位发生开裂失效。建议热处理采取保护措施，防止脱碳。

图2-17 履带板裂纹宏观形貌

图2-18 履带板断口形貌

对于送检方来说，首先看失效原因为脱碳，结论很明确，是制造环节中热处理的问题；其次断口具有疲劳特征，失效模式是疲劳断裂，故应该是在使用过程中产生的开裂，而不是在生产过程中产生的。另外建议热处理采取保护措施，防止脱碳，可以根据情况采用保护气氛、改造热处理炉或引进新技术等，来降低热处理工艺中的零件脱碳。

通过研究产品的失效行为，准确找到失效原因，并提出改进措施，对于提高管理水平和产品质量有重要意义。

2.失效分析大数据平台

某一个零部件的失效往往具有偶然性，通过统计分析同一类零部件大量失效事故，逐渐摸索规律性的结论，可以有效地提高机械产品的设计、制造、使用和决策、管理水平，行之有效的方法是发挥失效分析的大数据功能。

随着信息和网络技术的不断发展，掌握某零部件或装备在全国甚至世界范围内的失效情况成为可能。通过失效事故积累和统计分析的大数据功能，综合运用金属学、失效分析、计算机技术及人工智能技术等，把国内、外先进的产品失效案例集中起来，未来将会形成一个智能化的失效分析大数据平台。技术人员既能从大量案例中进行综合分析，又能从个别案例的计算机智能分析中找到失效原因，可以大大提高分析速度、准确性及失效分析水平，取得巨大的经济效益和社会效益。

图2-19 履带板表面脱碳（100×）