冶金缺陷导致失效现象的分析

热轧材按用途经机械、热处理等加工程序可制成各种零部件和结构件，主要包括：各种轴类、炉管及管道类、压力容器、螺栓、轴承、叶片、弹簧类、钢板、型钢、钢带、钢丝、钢丝绳、钢管及其他工具等。这些零部件和结构件在长期使用中，在载荷、温度、介质等力学因素及环境因素作用下经常以磨损、腐蚀、断裂、变形等方式失效。前述连铸坯的凝固、冶金偏析、洁净度、表面缺陷、内部缺陷，轧材表面和内部质量都与零部件和结构件发生失效密切相关。

机械装备失效分析是一项综合性分析工作，其综合性主要体现在如下四个方面：

1）机械装备的失效与材料的冶炼，连铸坯的凝固、冶金偏析、洁净度、表面缺陷、内部缺陷，轧材表面和内部质量，冷热加工，装配，运输，安装，调试及使用等各个环节密切相关。

2）失效零部件和结构件使用的材料涉及碳钢、低合金钢、低合金高强度钢、耐热钢、不锈钢、轴承钢、耐热合金、高温合金等各种钢类和各个钢种。(www.xing528.com)

3）失效分析工作需要进行外观检查、化学成分分析、金相检查、力学性能测试、断口宏观和微观分析等常规检查与分析。随着分析工作的逐步深入和需要，有时要进行金属X射线相结构分析、透射电子显微镜研究、扫描电子显微镜观察与分析、X射线能谱仪分析、俄歇电子能谱仪分析、构件残余应力测定、无损探伤等进一步研究与分析。随着分析工作的进展，排除一些因素，逐步发现一些问题，必要时，还需进行模拟实验对结论性意见进行论证。

4）研究机械装备失效是一个极其复杂的分析工作，有时甚至神秘莫测。机械装备失效方式涉及磨损失效，腐蚀失效，断裂失效，冶金缺陷失效，制造加工缺陷失效等多种方式。本章在诠释失效原因时，仅侧重于连铸坯和钢材冶金缺陷引起的失效问题，本章介绍的因冶金缺陷产生的失效问题具有代表性和实用性。这些冶金缺陷主要包括材料内部存在的缩孔、疏松、严重的非金属夹杂物、夹渣、成分偏析、热轧材表面和内部缺陷等原始冶金缺陷，这些缺陷导致的机械装备失效案例在事故分析中占有很大比例。在大多数情况下，材料内部的冶金缺陷是一种宏观或微观的组织缺陷，因此，机械装备的过早失效，特别是在安装、调试过程中，或是设备投入运行的初期发生的事故大多与材料的冶金缺陷有关。