失效分析案例

发动机曲轴连杆断裂分析
曲轴连杆机构是往复式内燃机的主要工作机构。在作功冲程，它将燃料燃烧产生的热能舌塞往复运动、曲轴旋转运动而转变为机械能，对外输出动力；在其他冲程，则依靠曲轴和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次作功创造条件。
　 　在高温、高压、高速以及化学腐蚀条件下工作的曲轴连杆机构受到各种力的作用。例如，在气缸中作往复运动的机件，要受到气体力、惯性力的作用；旋转机件要受到离心力的作用；相对运动机件要受到摩擦力的作用。这些力作用在曲轴连杆机构上，会使各传动机件受到拉伸、压缩和弯扭等不同形式的载荷。因此，在结构和选材上采取相应的措施。
我们实验室可借助的分析设备设施找出由于选材、生产等过程中，各个工艺环节有一些无法预知的因素，在实际运用过程中，产生的断裂等发生的真正原因，为选材、生产过程提供有力的依据。

电镀产品分析
电镀过程是一个复杂的化学物理过程，影响电镀产品的因素很多。电镀液的组成、电镀工艺、镀件的表面状况及生产过程中的一些细小的疏忽都会对电镀产品的终质量形成的影响。由于镀层的厚度通常在微米的数量级，要准确分析出造成镀层的缺陷借助一些分析仪器设备才能完成，通过这些仪器设备，找出失效的根源，终为生产工艺改进提供科学依据。
为进一步验证失效的模式,需采用高倍显微镜和电子扫描显微镜对失效部位的形状、位置颜色、机械和物理结构、物理特性等进行科学的表征,同时采用各种分析仪器对失效部位的化学元素和分子的构成进行测量,为判断失效的原因提供依据。
我们实验室可根据失效部位的特征分析,结合失效发生的情况调查,对失效模式和现象进行理论推理,提出导致该失效模式产生的内在原因和物理化学过程。从电镀工艺和电镀材料等方面查找原因，分析缺陷形貌，发现是否由C和O从电镀工艺和电镀材料等造成，从而分析出漏镀的具体原因。

风电发电设备、塔吊分析
风电发电设备、塔吊等是关系我国国计民生、能源利用、公共建设等的领域的重要设备设施，其质量的好坏、牢固度等性能直接关系着我国新能源利用技术、民生基础建设设施的安全性等。我们实验室依靠的分析设备、分析手段对事故原因进行分析，找出各环节的不足，进行改善；并对在使用过程中，由于选材、生产、制造、使用、维护等方面的原因出现的各种无法预知的质量事故，给出如何减少或预防这些质量事故的发生的建议。

轮毂螺栓断裂分析
高强度汽车轮毂螺栓在汽车运行时发生断裂。我们实验室可对断裂螺栓进行宏观和微观检验、化学成分分析、金相检验硬度检测等方面的分析，经对螺栓变形情况及受力情况分析,找出断裂的原因主要是由于螺纹损伤、安装工人的安装不得当,引起螺栓安装时预紧力不足等何种原因导致的。

不锈钢腐蚀分析
在众多的工业用途中，不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看，除机械失效外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上，很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。
不锈钢腐蚀分析主要有以下几类：
应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。
晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和δ相） 沉淀析出的有利区城。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。
缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。
全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。
不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。