分析铸件失效的一般步骤:对失效铸件进行现场初步调查→在现场进行初步观察分析→对失效铸件进行检测试验,查清失效原因→写出失效分析报告。
1.对失效铸件进行现场初步调查
对失效铸件进行现场初步调查是分析铸件失效的第一步。主要是要了解失效铸件的情况,了解得是否真实、全面、及时是决定该项失效分析成败的首要问题。
因此,调查时要尽可能从使用者和制造者手中收集到关于失效铸件的资料及其历史,主要包括如下内容:
1)了解失效铸件所用合金情况,以及铸造生产及其他冷热加工情况和实际工艺操作。
2)了解失效铸件设计要求的力学性能和硬度以及金相组织等技术指标。
3)了解失效铸件在服役状态下的受力情况、工作温度以及介质和环境条件。
4)了解失效铸件损坏的情况,以及原装质量、运行工况和使用操作以及维护是否正常。
5)涉及失效铸件的配偶副损坏时,也必须了解相对配偶副情况。
6)其他有关情况。
现场初步调查除手记外,还常用到照相机、录音设备和摄像设备等。
2.对失效铸件在现场进行初步观察分析
了解到关于失效铸件的失效过程资料后,一般应对失效铸件的外观进行观察和检查,寻找铸件失效的关键部位,以便有可能作出初步的判断,并提出进一步有针对性的分析方案和计划,特别应明确提供进一步进行力学性能或材料测试分析用的试件取样计划。
对失效铸件进行外观观察检查时应注意以下事项:
1)观察整个失效铸件的变形情况和表面情况,如损坏的失效铸件有否弯曲、变形、颈缩、断裂裂纹发展方向和裂源,以初步判断失效铸件的受力方向和应力状态,进而初步推断失效的几种可能性。
2)观察失效铸件表面有无过烧折叠和斑痕裂纹等热加工缺陷,有无机加工刀痕、刮伤和划痕等冷加工缺陷。
3)观察失效铸件是否有腐蚀、磨损、接触疲劳和麻坑等缺陷,观察配偶副的相应情况。
4)对断裂失效的铸件应观察断裂部位是否在键槽、油孔、夹角、加工深刀痕和凹痕等应力集中处。(www.xing528.com)
5)观察失效铸件的断口和裂纹形貌和分布情况等。
应当指出,如果铸件失效分析涉及法律问题,则现场初步调查和初步观察分析,特别是现场资料的各种记载,应由有关方面共同签字认可,并指定有关方面协商同意的专人保管。
3.对失效铸件进行检测试验,查清失效原因
根据失效铸件的不同失效类型及其基本影响因素,可以有针对性地进行检测试验和分析,并查清和确定铸件失效的基本原因,进而抓住主要矛盾。
对失效铸件进行检测试验和分析的内容,大致包括“直接”和“间接”的两个基本方面。直接方面:力学(载荷、应力、变形等)、材质(合金种类与组织成分、化学分析、力学性能、表面状态等)、环境(高、低温,化学作用,辐射等);间接方面:控制功能(机、电、液等控制功能、安全装置、软件等)、人员素质(责任感、生理极限等)、社会(法规、公共关系等)以及自然灾害等。
应该看到,以上有些检测与试验的内容在铸件失效后是难以复现的,但对事后失效分析具有重要的作用。
4.对失效铸件写出失效分析报告
失效分析报告除有明确的结论外,还应有足够的事实与科学试验的结果以及必要的分析与对策。对于分析调查、试验所得的结论,应实事求是,力求全面、明确、公正地列入失效分析报告中。
通常,失效分析报告包括如下几个基本部分:
1)对失效铸件的实况说明(包括铸件失效时及失效前的工况条件与环境条件等)。
2)失效铸件的力学分析。
3)失效铸件的材质分析。
4)失效机理综述与失效分析结论。
5)失效的对策建议。
为使报告内容重点突出,通常在开头写一个简明的摘要。报告中各种试验、计算等的全部内容可摘列于报告的附录中。
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