2012年(材料)失效分析试题答案

2012年秋季学期《 失效分析 》（材料）试卷A 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 命题教师系主任审核考试形式开卷考试类型学位课      非学位课 √   （请打√选择）考试班级09级材料考试日期2012年11月23日考试时间2小时班  级姓名学号成绩注意：1．请用深蓝色墨水书写，字、图清晰，书写不出边框。2．答题演草时不许使用附加纸，试卷背面可用于演草。试卷不得拆开。1.什么叫失效？失效过程和原因有何特点？（10分）答：失效就是产品丧失功能的现象。失效过程的特点：任何一个失效过程都具有不可逆过程，一旦存在失效的条件，失效过程的发生、发展直至材料的破坏一般是不可逆；材料失效过程在客观上都有一个或长或短、或快或慢的发展过程，一般要经过起始状态、中间状态到完成状态三个阶段（有序性）；由于失效过程中所受影响因素不同，材料所处的状态不同，虽然起始状态和完成状态相同或相似，但中间状态往往是可变的、不稳定的；对于材料的失效，不管是组织结构损伤过程，还是性能退化过程，都是一个累积过程，当总的损伤量达到材料的允许临界损伤量时，失效便随之发生。失效原因的特点：任何失效过程的发生必然存在造成失效的原因，不同失效模式所反映的失效机理不同、失效的原因(条件)也会不同；失效事件的发生常常由多个相关失效环节连贯而成，前一个环节的失效结果可能是后一个环节产生失效的原因（双重性）；有些原因可能在失效全过程中始终存在，在失效全过程中发挥作用，但影响力却可能发生变化；有些原因可能随机偶然的出现或不连续性地存在，只在失效过程某一进程发生作用，这时某一机械失效过程也可能 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出过程的不连续性，可能出现多种失效模式；有些原因可能在失效全过程中交替存在，原因之间存在有交互作用（可变性）；失效原因在先，失效结果在后（有序性）。；一种失效结果是由一定失效原因造成（普遍性）。评卷 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ：答出主要要点可以认为正确。2.根据产品在试制阶段、试生产阶段和定型生产阶段的特点，说明各阶段失效分析的工作重点有何不同？（10分）答：在产品的试制阶段、试生产阶段和定型生产阶段，失效分折工作重点也有不相同。在试制阶段的产品，失效的原因常常与产品的工程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 因素有关，在这一阶段的失效分析应特别强调与设计人员的密切配备，查找导致失效的设计原因并迅速反馈。在试生产阶段的产品，其失效原因多半与加工工艺因素有关，这一阶段的失效分析应注意与工艺人员形结合结合，及时发现工艺缺陷并加以改进；而在定型生产阶段的产品，其失效的原因一般则与管理因素有关，在这一阶段的失效分析工作有利于健全产品的质量控制网，提高产品质量控制水平。教务处印制         共6页（第 1 页）3.什么叫假设性推理？简述其在失效分析的应用及注意事项。（10分）答：假设性推理是依据失效事件事实之间的条件联系进行推理。失效事件的事实之间不是此孤立的，而是相互联系的(直接的或间接的联系)。某一事实的发生和存在，会伴随另一种事实的发生和存在；某一事实的不发生和不存在，也不会引起另一事实的发生和存在，这就叫做失效事件的条件联系。例如：发生燃爆，必须同时具备(存在)三个条件，一旦发生燃爆，就意味着同时存在这三个条件；腐蚀蚀必定要有腐蚀介质，疲劳必定经受交变载荷等等。在证据不足、情况复杂的失效事件分析中，往往要以为数不多的事实和现象为基础，根据已有的知识，提出相应假设(要用到归纳或类比推理)，然后进行推理(要用到演绎推理)，得出推论，假设性推理显得特别有用。把这些条件联系置于一个假设性判断之中，进行推理，推动失效效分析工作不断深化。它在推断失效模式、肯定和否定怀疑失效件、查找失效原因和扩大线索方面起着特殊作用。但在应用过程中因注意：推理的前提必须有客观真实性，不然会推导出错误的推论；推理是逻辑手段，推论只能为分析研究失效情况提供参考，提供线索，提供方向，但不能作为证据；要遵守形式逻辑的推理规则，这对保证人们思维的一贯性避免思维混乱和自相矛盾是有意义的。4.试列举导致材料失效的原始缺陷。（10分）答：导致材料失效的原始缺陷有：材料成分、结构、组织特征缺陷、材料性能缺陷、使用的材料相关性缺陷。材料成分、结构、组织特征缺陷主要涉及到：材料冶金缺陷（成分偏析和超差、夹杂、气孔、缩孔），加工工艺缺陷（铸造、锻造、热冷轧、挤压、焊接、切削加工），热处理工艺缺陷（过热、过烧、晶粒过大、回淬、淬火裂纹、表面脱碳），以及材料表面缺现金和其他缺陷。材料性能缺陷包括材料物理化学等性能在内的材料使用性能。、使用的材料相关性缺陷主要是指材料与材料之间不“协调”以及与环境不“协调”性缺陷。5.常见的失效痕迹有哪几类？简述痕迹分析在失效分析中的作用。（10分）答：失效痕迹是指失效过程中环境作用于系统（材料或产品等）在表面“表面”留下的标记。失效痕迹一般有：机械接触痕迹、腐蚀痕迹、电侵蚀痕迹、污染痕迹、分离物痕迹、热侵蚀痕迹、加工痕迹等。通过失效痕迹分析可为判断失效性质、破坏顺序和首个失效件提供重要的线索，为判断环境与失效件作用提供直接或间接地证据，为生产制造、安装调试、使用维修提供重要的，是表面科学的重要分支，为研究和提高材料表面性能提供重要的方向指导，通过一定的检验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来研究痕迹的共性与特殊性、形成过程及机制、造出造成痕迹的来源，成为寻找失效原因的重要途径。6.什么叫首断件？如何分析判断断裂失效事件中的首断件？（10分）答：在断裂失效事件中，若有许多零件发生断裂，一般把第一个（首先）发生断裂的零部件叫首断件。一般情况下，在各种断裂件中，既有延性断裂，又有脆性断裂时，一般脆性断件断裂发生在前，延性断裂件断裂发生在后；在各种断裂件中，既有脆性断裂，又有疲劳断裂时，一般疲劳断件断裂发生在前，脆性断裂件断裂发生在后；当存在两个或两个以上疲劳断裂件时，低应力的疲劳断件断裂发生在前，而大应力疲劳断裂件断裂发生在后。；当断裂件均为延性断裂时，则应根据各种零件的受力状态、结构特征、裂纹的走向、材质与性能等进行综合分析与评定，才能找出首断件。教务处印制         共6页（第 2 页）7.简述断裂失效件断口微观分析方法和用途。（10分）答：断裂失效件断口微观分析有直接观察法（用体视显微镜、光学显微镜、电子显微镜观察断口）和间接观察法（制作复型然后观察断口）。体视显微镜观察灵活、一般用于断口的进行初步分析；光学显微镜一般用于观察一些平坦的断口，并分析裂纹的走向、形态，以及与断口的关系，与断口周围组织及缺陷的关系等；电子显微镜聚焦景深大，分辨率高，放大倍数大且可在一定范围连续调节，可获得断口的综合微观信息。在低倍（5~50倍）观察断口的整体形貌，对断裂特征全局性了解确定重点观察部位，在整体观察基础上，找出裂纹源区，对裂纹源区（源区位置、形貌、特征、微区成分、材质冶金缺陷、源区附近的加工痕迹及外物损伤痕迹等）进行深入的观察与分析，对断裂过程不同阶段的形貌特征逐一进行观察，对断裂特征进行识别和表征。8.简述应力——强度分布干涉理论主要思想，根据此理论说明降低机械零件失效率的途径。（10分）答：零件传统设计时，只考虑材料的平均强度和平均载荷。批量材料的强度和实际载荷均按一定的概率分布，批量材料的强度概率分布和实际载荷的概率分布重叠时，零件将发生失效。过去为了减少这种失效事件的发生，常常采用提高平均强度（选用强度更高材料）和降低平均载荷（改变零件结构或增加工件截面尺寸等）的相关工程措施。根据应力——强度分布干涉理论主要思想减少失效事件发生的概率措施：可以通过使载荷应力和材料强度概率分布变窄避免这类失效时间的发生，使载荷应力概率分布变窄可通过优化设计避免过载行为的发生来实现，使材料强度概率分布变窄可以通过材料冶金质量的提供和零件热加工质量控制来实现。9.简述几种常见判断断裂失效断裂源位置的方法。（10分）答：断裂失效裂纹往往在零件的表面或次表面或在应力集中处萌生，如：尖角、缺口、凹槽及表面损伤处等薄弱环节。由于受力状态、断裂模式(如延性与脆性，一次过载断与疲劳断裂等)的不同，在断口上留下特征也不相同，一般情况下根据如下宏观特征来确定断裂起源的位置。1.放射状条纹或人字纹的收敛处为裂源；2.纤维状区中心处为裂源；3.裂源处无剪切唇形貌特征区；4.裂源位于断口的平坦区内；.疲劳弧线曲率半径最小处为裂源；环境条件作用下断裂件的裂源位于腐蚀或氧化最严重的表面或次表面。需要指出的是，有些断口在宏观上只能大致判明裂源所在区域，如前述的3、4两种情况，需要在较高倍率下进行观察才能确定其具体位置。以上所述裂纹位置的判别只适用于一般情况，对于一些疑难断口，例如断面遭到高温氧化或严重机械损伤、化学损伤等情况则要采用多种手段进行综合分析判断。10.应力腐蚀与氢脆导致零件断裂失效的裂纹特征和断口特征有何不同？（10分）答：不同处有：1.应力腐蚀断裂起源于表面，而氢脆可起源于表面，但大多情况下起源于亚表面；2.应力腐蚀断裂沿晶区有较多、较深的二次裂经或蚀坑；而氢脆没有或很少；3.应力腐蚀断裂的晶粒界面常有蚀坑、腐蚀沟痕，晶粒轮廓外形显得圆滑；而氢脆的晶界面上常有变形线(发纹或鸡爪痕)，晶粒轮廓鲜明；4.应力腐蚀断裂区没有韧窝花样，而氢脆断裂区常伴有撕裂韧窝；5.应力腐蚀断裂源区常有腐蚀产物总有泥纹花样；而氢脆断裂则不应有；6.应力腐蚀损伤与氢脆损伤表现在裂纹特征的区别主要有：应力腐蚀裂纹易分又，因而常呈多条裂纹或是树枝状，而氢致裂纹则几乎不分叉。教务处印制         共6页（第 3 页）