失效分析方法与步骤

失效分析方法与步骤

1.背景资料的收集和分析样品的选择

2.失效零件的初步检查（肉眼检查及记录）

3.无损检测

4.机械性能检测

5.所有试样的选择、鉴定、保存以及清洗

6.宏观检验和分析（断裂表面、二次裂纹以及其他的表面现象）

7.微观检验和分析

8.金相剖面的选择和准备

9.金相剖面的检验和分析

10.失效机理的判定

11.化学分析（大面积、局部、表面腐蚀产物、沉积物或涂层以及微量样品的分析）

12.断裂机理的分析

13.模拟试验（特殊试验）

14.分析全部事实，提出结论，书写报告（包括建议在内）

以上是失效分析的全部过程，当然具体到某个失效零件，不一定都要这些过程，要根据失效零件的复杂程度，具体分析。

失效分析报告的主要部分

1.对坏零件的说明

2.破坏时的工作条件

3.以前的工作历史

4.零件的制造和加工工艺

5.失效的力学和冶金研究

6.质量的冶金评价

7.失效机理的总结

8.预防类似事故的措施

失效分析时要回答的问题

断裂的先后次序确定了吗？

如果失效涉及开裂或断裂，那么起点确定了吗？

裂纹起源于表面还是表面以下？

开裂是否于应力集中源有关？

出现的裂纹有多长？载荷有多大？

加载类型：静态、循环或间断？

断裂机理是什么？

断裂时的大概工作温度是多少？

是温度造成的吗？是磨损造成的?是腐蚀组成的吗？是那种类型的腐蚀？

使用了合适的材料吗？材料质量符合标准吗？

材料的机械性能符合标准吗？坏零件是否经过适当的热处理？坏零件是否制造正确？零件的安装正确吗？零件在使用过程中经过修理吗？修理是否正确？

零件是否经过适当的跑合？能修改零件设计以防止类似的事故吗？

目前正在使用的同样零件也可能出现事故吗？如何才能防止呢？

注意：要把根据事实得到的结果和根据推测得到的结论区别开来。

各类材料失效分析方法

各类材料失效分析方法 Via 常州精密钢管博客 失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。 失效分析流程 图1 失效分析流程 各种材料失效分析检测方法 1 PCB/PCBA失效分析 PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。

图2 PCB/PCBA 失效模爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。 常用手段· 无损检测： 外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像表面元素分析： 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) 显微红外分析(FTIR) 俄歇电子能谱分析(AES) X射线光电子能谱分析(X PS) 二次离子质谱分析(TOF-SIMS)· 热分析：· 差示扫描量热法(DSC) 热机械分析(TMA) 热重分析(TGA) 动态热机械分析(DMA) 导热系数(稳态热流法、激光散射法) 电性能测试：　· 击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移· 破坏性能测试： 染色及渗透检测

2 电子元器件失效分析 电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。 图3 电子元器件 失效模式 开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等 常用手段· 电测：连接性测试电参数测试功能测试 无损检测： 开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) 去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) 微区分析技术(FIB、CP) 制样技术： 开封技术(机械开封、化学开封、激光开封) 去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层) 微区分析技术(FIB、CP) 显微形貌分析： 光学显微分析技术 扫描电子显微镜二次电子像技术 表面元素分析： 扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS) 俄歇电子能谱分析(AES)

失效分析思路_张峥

理化检验-物理分册PTCA(PART:A PH YS.T EST.)2005年第41卷3专题讲座 失效分析思路 FAILURE ANA LYSIS M ETH ODOLOGY 张峥 (北京航空航天大学材料学院,北京100083) 中图分类号:T B303文献标识码:E文章编号:1001-4012(2005)03-0158-04 失效分析在生产建设中极其重要,失效分析的限期往往要求很短,分析结论要正确无误,改进措施要切实可行。导致零部件或系统失效的因素往往很多,加之零部件相互间的受力情况很复杂,如果再考虑外界条件的影响,这就使失效分析的任务更加繁重。此外,大多数失效分析的关键性试样十分有限,只容许一次取样、一次观察和测量。在分析程序上走错一步,可能导致整个分析的失败。由此可见,如果分析之前没有一条正确的分析思路,要能如期得出正确的结论几乎是不可能的。 有了正确的分析思路,才能制定正确的分析程序。大的事故需要很多分析人员按照分工同时进行,做到有条不紊,不走弯路,不浪费测试费用。所以从经济角度也要求有正确的分析思路。 1失效分析思路的内涵 世界上任何事物都是可以被认识的,没有不可以认识的东西,只存在尚未能够认识的东西,机械失效也不例外。实际上失效总有一个或长或短的变化发展过程,机械的失效过程实质上是材料的累积损伤过程,即材料发生物理的和化学的变化。而整个过程的演变是有条件的、有规律的,也就是说有原因的。因此,机械失效的客观规律性是整个失效分析的理论基础,也是失效分析思路的理论依据。 失效分析思路是指导失效分析全过程的思维路线,是在思想中以机械失效的规律(即宏观表象特征和微观过程机理)为理论依据,把通过调查、观察和实验获得的失效信息(失效对象、失效现象、失效环 收稿日期:2005-02-07 作者简介:张峥(1965-),男,教授,博士生导师。境统称为失效信息)分别加以考察,然后有机结合起来作为一个统一整体综合考察,以获取的客观事实为证据,全面应用推理的方法,来判断失效事件的失效模式,并推断失效原因。因此,失效分析思路在整个失效分析过程中一脉相承、前后呼应,自成思考体系,把失效分析的指导思路、推理方法、程序、步骤、技巧有机地融为一体,从而达到失效分析的根本目的。 在科学的分析思路指导下,才能制定出正确的分析程序;机械的失效往往是多种原因造成的,即一果多因,常常需要正确的失效分析思路的指导;对于复杂的机械失效,涉及面广,任务艰巨,更需要正确的失效分析思路,以最小代价来获取较科学合理的分析结论。总之,掌握并运用正确的分析思路,才可能对失效事件有本质的认识,减少失效分析工作中的盲目性、片面性和主观随意性,大大提高工作的效率和质量。因此,失效分析思路不仅是失效分析学科的重要组成部分,而且是失效分析的灵魂。 失效分析是从结果求原因的逆向认识失效本质的过程,结果和原因具有双重性,因此,失效分析可以从原因入手,也可以从结果入手,也可以从失效的某个过程入手,如/顺藤摸瓜0,即以失效过程中间状态的现象为原因,推断过程进一步发展的结果,直至过程的终点结果;/顺藤找根0,即以失效过程中间状态的现象为结果,推断该过程退一步的原因,直至过程起始状态的直接原因;/顺瓜摸藤0,即从过程中的终点结果出发,不断由过程的结果推断其原因;/顺根摸藤0,即从过程起始状态的原因出发,不断由过程的原因推断其结果。再如/顺瓜摸藤+顺藤找根0 /顺根摸藤+顺藤摸瓜0/顺藤摸瓜+顺藤找根0等。 # 158 #

失效分析

失效分析 第三章失效分析的基本方法 1.按照失效件制造的全过程及使用条件的分析方法：（1）审查设计（2）材料分析（3）加工制 造缺陷分析（4）使用及维护情况分析 2.系统工程的分析思路方法：（1）失效系统工程分析法的类型（2）故障树分析法（3）模糊故 障树分析及应用 3.失效分析的程序：调查失效时间的现场；收集背景材料，深入研究分析，综合归纳所有信息 并提出初步结论；重现性试验或证明试验，确定失效原因并提出建议措施；最后写出分析报告等内容。 4.失效分析的步骤：（1）现场调查①保护现场②查明事故发生的时间、地点及失效过程③收集 残骸碎片，标出相对位置，保护好断口④选取进一步分析的试样，并注明位置及取样方法⑤询问目击者及相关有关人员，了解有关情况⑥写出现场调查报告（2）收集背景材料①设备的自然情况，包括设备名称，出厂及使用日期，设计参数及功能要求等②设备的运行记录，要特别注意载荷及其波动，温度变化，腐蚀介质等③设备的维修历史情况④设备的失效历史情况⑤设计图样及说明书、装配程序说明书、使用维护说明书等⑥材料选择及其依据⑦设备主要零部件的生产流程⑧设备服役前的经历，包括装配、包装、运输、储存、安装和调试等阶段⑨质量检验报告及有关的规范和标准。（3）技术参量复验①材料的化学成分②材料的金相组织和硬度及其分布③常规力学性能④主要零部件的几何参量及装配间隙（4）深入分析研究（5）综合分析归纳，推理判断提出初步结论（6）重现性试验或证明试验 5.断口的处理：①在干燥大气中断裂的新鲜断口，应立即放到干燥器内或真空室内保存，以防 止锈蚀，并应注意防止手指污染断口及损伤断口表面；对于在现场一时不能取样的零件尤其是断口，应采取有效的保护，防止零件或断口的二次污染或锈蚀，尽可能地将断裂件移到安全的地方，必要时可采取油脂封涂的办法保护断口。②对于断后被油污染的断口，要进行仔细清洗。③在潮湿大气中锈蚀的断口，可先用稀盐酸水溶液去除锈蚀氧化物，然后用清水冲洗，再用无水酒精冲洗并吹干。④在腐蚀环境中断裂的断口，在断口表面通常覆盖一层腐蚀产物，这层腐蚀产物对分析致断原因往往是非常重要的，因而不能轻易地将其去掉。 6.断口分析的具体任务：①确定断裂的宏观性质，是延性断裂还是脆性断裂或疲劳断裂等。② 确定断口的宏观形貌，是纤维状断口还是结晶状断口，有无放射线花样及有无剪切唇等。③查找裂纹源区的位置及数量，裂纹源的所在位置是在表面、次表面还是在内部，裂纹源是单个还是多个，在存在多个裂纹源区的情况下，它们产生的先后顺序是怎样的等。④确定断口的形成过程，裂纹是从何处产生的，裂纹向何处扩展，扩展的速度如何等。⑤确定断裂的微观机理，是解理型、准解理型还是微孔型，是沿晶型还是穿晶型等。⑥确定断口表面产物的性质，断口上有无腐蚀产物，何种产物，该产物是否参与了断裂过程等。 7.断口的宏观分析（1）最初断裂件的宏观判断①整机残骸的失效分析；②多个同类零件损坏的 失效分析；③同一个零件上相同部位的多处发生破断时的分析。（2）主断面（主裂纹）的宏观判断①利用碎片拼凑法确定主断面；②按照“T”形汇合法确定主断面或主裂纹；③按照裂纹

失效分析常见思路

失效分析在生产建设中极其重要,失效分析的限期往往要求很短,分析结论要正确无误,改进措施要切实可行。导致零部件或系统失效的因素往往很多,加之零部件相互间的受力情况很复杂,如果再考虑外界条件的影响,这就使失效分析的任务更加繁重。此外,大多数失效分析的关键性试样十分有限,只容许一次取样、一次观察和测量。在分析程序上走错一步,可能导致整个分析的失败。由此可见,如果分析之前没有一条正确的分析思路,要能如期得出正确的结论几乎是不可能的。 有了正确的分析思路,才能制定正确的分析程序。大的事故需要很多分析人员按照分工同时进行,做到有条不紊,不走弯路,不浪费测试费用。所以从经济角度也要求有正确的分析思路。 1 失效分析思路的内涵 世界上任何事物都是可以被认识的,没有不可以认识的东西,只存在尚未能够认识的东西,机械失效也不例外。实际上失效总有一个或长或短的变化发展过程,机械的失效过程实质上是材料的累积损伤过程,即材料发生物理的和化学的变化。而整个过程的演变是有条件的、有规律的,也就是说有原因的。因此,机械失效的客观规律性是整个失效分析的理论基础,也是失效分析思路的理论依据。 失效分析思路是指导失效分析全过程的思维路线,是在思想中以机械失效的规律(即宏观表 象特征和微观过程机理)为理论依据,把通过调查、观察和实验获得的失效信息(失效对象、失效现象、失效环境统称为失效信息)分别加以考察,然后有机结合起来作为一个统一整体综合考察,以获取的客观事实为证据,全面应用推理的方法,来判断失效事件的失效模式,并推断失效原因。因此,失效分析思路在整个失效分析过程中一脉相承、前后呼应,自成思考体系,把失效分析的指导思路、推理方法、程序、步骤、技巧有机地融为一体,从而达到失效分析的根本目的。 在科学的分析思路指导下,才能制定出正确的分析程序;机械的失效往往是多种原因造成的,即一果多因,常常需要正确的失效分析思路的指导;对于复杂的机械失效,涉及面广,任务艰巨,更需要正确的失效分析思路,以最小代价来获取较科学合理的分析结论。总之,掌握并运用正确的分析思路,才可能对失效事件有本质的认识,减少失效分析工作中的盲目性、片面性和主观随意性,大大提高工作的效率和质量。因此,失效分析思路不仅是失效分析学科的重要组成部分,而且是失效分析的灵魂。 失效分析是从结果求原因的逆向认识失效本质的过程,结果和原因具有双重性,因此,失效分析可以从原因入手,也可以从结果入手,也可以从失效的某个过程入手,如“顺藤摸瓜”,即以失

机械零部件失效分析的方法和步骤

第一章机械零部件失效分析的方法和步骤 1、失效分析与机械设计的关系 机械产品丧失其规定功能的事件称为机械产品的失效。失效常发生在产品使用过程中，也发生在试运转过程中，甚至可能发生在使用前的存放过程中。以同类产品使用寿命期内失效事件总数为基数的统计数据表明，寿命早期失效率较高，晚期的失效率也较高，而中期较长时间的失效率很低，典型的失效率曲线呈浴盘状曲线。机械产品的早期失效案例尤其值得重视。它们常常暴露出设计和制造工艺中各种的欠缺和不当，及时的失效分析有利于改进和提高产品的质量。晚期失效分析反应出机械产品耗损期的诸多病端失效分析有利于提高产品的使用寿命。 针对机械产品失效案例进行的技术和管理活动称为失效分析。失效分析的主要内容是查明失效的具体原因（失效诊断）和提出预防和补救措施（失效对策）。失效分析的主要目标是防止同类失效事件的再次发生和提高产品质量。 机械产品的恶性失效事故造成重大经济损失，甚至人员伤亡，例如飞机坠落，大型机组毁坏，大型压力容器爆炸，这种特大事故发生后，通常开展大规模的调查活动。如果确认或怀疑事故是由机械零部件失效而造成，就会进行一系列失效分析活动，包括各种试验和研究工作。由于领导部门重视，投入较大，研究工作深入，常能达到预期目标。 中、小型失效事件或事故，也应该进行相应的失效分析活动。而各单位和厂家对于所发生失效事件的重视程度有很大的差异。有一些厂家极重视其产品的失效案例，买回典型的失效零部件，进行认真分析研究。许多设计师经常调查所设计机械设备使用中失效情况，作为改善设计的重要依据。“失败乃成功之母”，概略地说明了失效分析与机械设计间的关系。2、机械产品失效分类 机械产品失效分类有两种主要系统：按照失效类型分类；按照失效原因分类。 机械产品失效类型有五大类：变形、断裂、腐蚀、磨损和老化。还可以进一步细分为更多的类型，断裂失效可分为塑性断裂、脆性断裂、环境促进断裂和高温断裂。还有一些复合的失效类型，例如微动腐蚀疲劳是磨损、化学腐蚀和疲劳断裂的综合。 机械产品失效原因分为四大类：设计不当、制造工艺不当、材料冶金缺陷和使用操作失误。每一类中都有其具体原因，例如制造工艺不当可能涉及切削加工、热处理、电镀或装配的具体工艺。确定失效原因是一项复杂的工作，涉及的学科门类宽广；当机械设备毁坏严重时，查找证据困难；失效原因认定涉及到事故责任单位和责任，经常发生争议和互相推诿。失效分析是依据试验结果和证据作出结论，失效分析工作者必须坚持客观性和公正性。 上述四类失效原因也可分为两类。前三类原因都与机械产品品质有关，由机械设计和制造单位负责，简称为机械失效。操作原因造成的失效，一般与产品品质无直接因果关系，由产品的使用单位负责。 对于各类机械产品的失效原因，有关领导部门或研究单位会发布一定时期内各类失效原因的统计数据，可供参考。例如：美国空军发布的一项3824次飞机失效事件统计时，操作原因占41%，机械失效约占43%，气象原因占3%，不明原因占13%。 3、失效分析的步骤 失效分析的实施步骤旨在保证这项活动顺利的进行和完成。下面推荐通用的失效分析实施步骤，可供参考。由于每个失效事件的重要程度和规模大小不同，对失效分析的要求和步骤也会有所不同。 3．1 收集背景资料和侦查失效现场 失效现场必须注意保护，等待有关人员进行侦查。失效现场的一切证据应该维持原状，完整无缺和真实不伪，这是保证失效分析顺利进行的先决条件。对于公路和铁路事件，由于要保持交通顺畅需要采取一定措施，但是保护失效现场的原则仍需执行。

失效分析步骤

高铁及轨道交通轴承失效分析方法 洛阳轴研科技股份有限公司 概述 高速铁路作为现代社会的一种新的运输方式，在安全、快捷、经济、环保等方面都具有比较明显的优势。进入新世纪以来，中国铁路决定将高铁及轨道交通等客运高速作为实现现代化的一个主要方向。依照自主创新，中国高铁从无到有，经过十多年的高速铁路建设，我国高速铁路运营总里程将突破1.3万公里，同时我国轨道交通技术装备逐步提高并实现了国产化，但作为基础精密件的轴承，我国目前主要依靠进口。高速铁路客车轴承的高可靠性性及长寿命要求，一致制约着我国高铁轴承的研发。近年来，出于对研发、运行安全以及经济等多方面的考虑做了大量的高铁及轨道交通轴承的失效分析。通过失效分析，找出故障产生的原因，并采取有效措施进行预防和控制，防止突发性事故的出现，把故障造成的损失降低到最低，从而提高产品使用的安全可靠性，充分发挥其价值，这是一项十分重要的工作。 1．失效分析的概念 轴承在运转一定时间后，由于制造、安装、使用、维护等方面的原因使其丧失（或局部丧失）规定功能，从而导致故障或不能正常工作的现象称为失效。 失效有以下几种形式： （1）完全不能工作。如零件材料的疲劳、断裂等； （2）仍然可以继续工作，但已不能得到预期令人满意的性能。如轴承运转时的工作温度上升、振动和噪声增加等； （3）已经不能保证可靠或安全的继续使用，必须拆卸进行修理。 按照一定的方法分析失效的性质和发生原因、研究失效的处理方法和预防措施的技术及管理活动被人们称之为失效分析。 “失效”与“废品”具有不同的含义，“废品”是不符合技术规范、标准和图纸要求的而又不能返修利用的产品。“失效”的产品不一定是“废品”，而“废品”也谈不上失效。轴承的失效按其寿命可分为正常失效和早期失效两种。分析工作主要是针对早期失效的轴承，找出其失效的原因，提出改进措施，以提高轴承运转的寿命和可靠性。

材料失效分析方法

材料失效分析方法 材料的断裂和腐蚀是材料失效中最常见的两种形式。这两种失效在工程实际中经常会造成极大的破坏和损失。分析和判断出材料失效的原因，同时找出有效的预防措施，防止类似的失效重复发生，是工程实际中经常遇到的难题。 材料失效分析需要应用机械、力学、物理、化学、数学、电子技术等多方面知识，需要借助现代分析测试技术，从宏观到微观，从定性到定量，从单项到综合的系统性分析。 材料失效的类型多种多样，所以，进行失效分析的思路和方法也不一样。以金属件为例，国际上比较公认的分析步骤和顺序是美国的Brooks失效分析程序和ASM失效分析程序。这两套分析程序实质上是相同的，可以相互替代。Brooks失效分析程序说明如下： （一）失效情况的描述以技术文件的形式记述失效的历史情况。如失效的特征过程、失效件的原设计要求以及失效件的使用情况和环境。特别是有关的照片资料和多媒体资料。 （二）裸眼观察失效件失效后的总体形貌应记入上述文件，而且必须进行断口表面或其他重要的失效特征的保护，不得造成损害。 （三）机械设计分析（应力分析）当失效件是重要的承重构件时，应进行强度分析（应力分析），正确评估其承载能力或其他力学性能。这有助于确定失效件是否具有足够的尺寸和合适的形状，以满足设计要求，从而可能找出失效的原因。（四）化学成分设计分析据此可考察材料的力学性能、工艺性能和抗腐蚀性能。（五）制造过程及其各工艺环节分析错误的加工工艺过程往往是导致失效的主要原因，如不合格的原材料、各种热加工工艺的错误和机加工、磨削的错误等等。（六）宏观断口形貌检查在裸眼和低倍放大下检查断口表面时，往往可以发现明显的形貌特征，可按照断裂特征和载荷性质之间的关系来推断断裂的模式。（七）微观断口分析包括断口显微形貌（断口组织）试验和局部化学成分试验，以此确定断裂机理。通常都是采用电子显微镜分析。

失效分析的程序和步骤

失效分析概要失效分析培训班用 2007年11月

前言 江苏省机械研究所于2007年12月举办一个三天半的失效分析培训班，本教材即为该培训班而准备的，本教材由东南大学材料科学与工程学院孔宪中编写，部分文字内容参考金属所的金属断裂失效分析一书。 我们知道，进行失效分析，是 1，找出事故原因，分清责任所属，依法进行索赔，挽回经济损失。 2，找出经验教训，避免同类事故，改进制造水平，定立新的工艺。 3，提供有关资料，促进法治建设，减少资金浪费，加快建设速度。 4，产生新型学科，提升科技水平，增强国家实力，节约资源成本这四方面所必需的，这次失效分析培训班主要介绍如何进行失效分析，大致内容有1．失效分析的几种分析思路： 按：根据失效分类的分析思路 根据设备或部件工作状况的分析思路 根据制造工艺和部件类别的分析思路 2．失效分析的分析程序 1），现场调查 2），观察，检测和检验 3），分析及验证，作分析结论， 4），提出报告，建议，及回访 3．失效分析程序的实施 1）设计分析程序和实施步骤 2）失效部件的直观检验过程 3）断裂源的确定 4）断裂机制的确定， 5）取样及编号 6）检测和检验 7）信息的纵综合，归纳，分析，得出初步结论 8）结论的验证，写出报告，提出建议， 4，常用的失效分析技术 1）金属的显微断口分析 2）金属及部件的疲劳失效分析 3）腐蚀疲劳失效分析及应力腐蚀失效分析 4）氢脆失效分析 5）高温失效分析 6）焊接失效分析 5．常见部件的失效分析案例 1）轮类用齿轮，叶轮，螺杆，轮箍各选一例 2）轴类用曲轴，摇杆轴，前轴，连杆各选一例 3）管道类用管道，导管方面选二例 4）基础件类用轴承，弹簧，模具方面选三例 通过培训班学习，使参加者获得一定的失效分析素养，能具备一定的失效分析能力，有一定程度的失效分析技术，接触一定数量的失效分析案例，便于开展失效分析工作。

可靠性失效分析常见方法

可靠性失效分析常见思路 失效分析在生产建设中极其重要，失效分析的限期往往要求很短，分析结论要正确无误，改进措施要切实可行。 1 失效分析思路的内涵 失效分析思路是指导失效分析全过程的思维路线，是在思想中以机械失效的规律(即宏观表象特征和微观过程机理)为理论依据，把通过调查、观察和实验获得的失效信息(失效对象、失效现象、失效环境统称为失效信息)分别加以考察，然后有机结合起来作为一个统一整体综合考察，以获取的客观事实为证据，全面应用推理的方法，来判断失效事件的失效模式，并推断失效原因。因此，失效分析思路在整个失效分析过程中一脉相承、前后呼应，自成思考体系，把失效分析的指导思路、推理方法、程序、步骤、技巧有机地融为一体，从而达到失效分析的根本目的。 在科学的分析思路指导下，才能制定出正确的分析程序;机械的失效往往是多种原因造成的，即一果多因，常常需要正确的失效分析思路的指导;对于复杂的机械失效，涉及面广，任务艰巨，更需要正确的失效分析思路，以最小代价来获取较科学合理的分析结论。总之，掌握并运用正确的分析思路，才可能对失效事件有本质的认识，减少失效分析工作中的盲目性、片面性和主观随意性，大大提高工作的效率和质量。因此，失效分析思路不仅是失效分析学科的重要组成部分，而且是失效分析的灵魂。 失效分析是从结果求原因的逆向认识失效本质的过程，结果和原因具有双重性，因此，失效分析可以从原因入手，也可以从结果入手，也可以从失效的某个过程入手，如“顺藤摸瓜”，即以失效过程中间状态的现象为原因，推断过程进一步发展的结果，直至过程的终点结果“;顺藤找根”，即以失效过程中间状态的现象为结果，推断该过程退一步的原因，直至过程起始状态的直接原因“;顺瓜摸藤”，即从过程中的终点结果出发，不断由过程的结果推断其原因“顺;根摸藤”，即从过程起始状态的原因出发，不断由过程的原因推断其结果。再如“顺瓜摸藤+顺藤找根”、“顺根摸藤+顺藤摸瓜”、“顺藤摸瓜+顺藤找根”等。 2 失效分析的主要思路 常用的失效分析思路很多，笔者介绍几种主要思路。 “撒大网”逐个因素排除的思路 一桩失效事件不论是属于大事故还是小故障，其原因总是包括操作人员、机械设备系统、材料、制造工艺、环境和管理6个方面。根据失效现场的调查和对背景资料(规划、设计、制造说明书和蓝图)

失效分析常见思路word版本

失效分析常见思路

失效分析在生产建设中极其重要,失效分析的限期往往要求很短,分析结论要正确无误,改进措施要切实可行。导致零部件或系统失效的因素往往很多,加之零部件相互间的受力情况很复杂,如果再考虑外界条件的影响,这就使失效分析的任务更加繁重。此外,大多数失效分析的关键性试样十分有限,只容许一次取样、一次观察和测量。在分析程序上走错一步,可能导致整个分析的失败。由此可见,如果分析之前没有一条正确的分析思路,要能如期得出正确的结论几乎是不可能的。 有了正确的分析思路,才能制定正确的分析程序。大的事故需要很多分析人员按照分工同时进行,做到有条不紊,不走弯路,不浪费测试费用。所以从经济角度也要求有正确的分析思路。 1 失效分析思路的内涵 世界上任何事物都是可以被认识的,没有不可以认识的东西,只存在尚未能够认识的东西,机械失效也不例外。实际上失效总有一个或长或短的变化发展过程,机械的失效过程实质上是材料的累积损伤过程,即材料发生物理的和化学的变化。而整个过程的演变是有条件的、有规律的,也就是说有原因的。因此,机械失效的客观规律性是整个失效分析的理论基础,也是失效分析思路的理论依据。 失效分析思路是指导失效分析全过程的思维路线,是在思想中以机械失效的规律(即宏观表象特征和微观过程机理)为理论依据,把通过调查、观察和实验获得的失效信息(失效对象、失效现象、失效环境统称为失效信息)分别加以考察,然后有机结合起来作为一个统一整体综合考察,以获取的客观事实为证据,全面应用

推理的方法,来判断失效事件的失效模式,并推断失效原因。因此,失效分析思路在整个失效分析过程中一脉相承、前后呼应,自成思考体系,把失效分析的指导思路、推理方法、程序、步骤、技巧有机地融为一体,从而达到失效分析的根本目的。 在科学的分析思路指导下,才能制定出正确的分析程序;机械的失效往往是多种原因造成的,即一果多因,常常需要正确的失效分析思路的指导;对于复杂的机械失效,涉及面广,任务艰巨,更需要正确的失效分析思路,以最小代价来获取较科学合理的分析结论。总之,掌握并运用正确的分析思路,才可能对失效事件有本质的认识,减少失效分析工作中的盲目性、片面性和主观随意性,大大提高工作的效率和质量。因此,失效分析思路不仅是失效分析学科的重要组成部分,而且是失效分析的灵魂。 失效分析是从结果求原因的逆向认识失效本质的过程,结果和原因具有双重性,因此,失效分析可以从原因入手,也可以从结果入手,也可以从失效的某个过程入手,如“顺藤摸瓜”,即以失效过程中间状态的现象为原因,推断过程进一步发展的结果,直至过程的终点结果“;顺藤找根”,即以失效过程中间状态的现象为结果,推断该过程退一步的原因,直至过程起始状态的直接原因“;顺瓜摸藤”,即从过程中的终点结果出发,不断由过程的结果推断其原因“顺;根摸藤”,即从过程起始状态的原因出发,不断由过程的原因推断其结果。再如“顺瓜摸藤+顺藤找根”、“顺根摸藤+顺藤摸瓜”、“顺藤摸瓜+顺藤找根”等。 2 失效分析的主要思路

FMEA失效分析的思路与诊断

失效分析的思路与诊断 第二章失效分析的思路 第一节常用的几种失效分析思路一、“撤大网”逐个因素排除法 表2-1 事故的管理责任

二、以设备制造全过程为一系统进行分析 任何一个设备都要经历规划、设计、选材、机械加工（包括铸、锻、焊等工艺）、热处理、二次精加工（研磨、酸洗、电镀）和装配等制作工序，如果失效已确定纯属设备问题，还可对上述工序逐个进一步分析，包括以下内容：1.设计不当 （1）开孔位置不当造成应力集中； （2）缺口或凹倒角半径过小； （3）高应力区有缺口； （4）横截面改变太陡； （5）改变设计，没有相应地改变受力状况； （6）设计判据不足； （7）计算中出现过载荷； （8）焊缝选择位置不当，以及配合不适当等； （9）对使用条件的环境影响，未做适当考虑； （10）提高使用材料的受力级别； （11）刚性和韧性不适当； （12）材料品种选择错误； （13）选择标准不当； （14）材料性能数据不全； （15）材料韧脆转变温度过高； （16）对现场调查不充分，认识不足就投入设计； （17）与用户配合有差错。 2.材料、冶金缺陷 （1）成分不合格； （2）夹杂物含量及成分不合格； （3）织组不合格； （4）各种性能不合格； （5）各向异性不合格； （6）断口不合格； （7）冶金缺陷（缩孔、偏析等）； （8）恶化变质； （9）混料。

3.锻造等热加工工艺缺陷 （1）折叠、夹砂、夹渣； （2）裂缝； （3）锻造鳞皮； （4）流线分布突变或破坏； （5）晶粒流变异常； （6）沿晶氧化（过烧）； （7）氧化皮压入； （8）分层、疏松； （9）带状组织； （10）过热、烧裂； （11）外来金属夹杂物； （12）缩孔； （13）龟裂； （14）打磨裂纹； （15）皱纹。 4.机械加工缺陷 （1）未按图纸要求； （2）表面粗糙度不合格； （3）倒角尖锐； （4）磨削裂纹或过烧； （5）裂纹； （6）划伤、刀痕； （7）毛刺； （8）局部过热； （9）矫直不当。 5.铸造缺陷 （1）金属突出； （2）孔穴； （3）疏松； （4）不连贯裂纹； （5）表面缺陷； （6）浇注不完全； （7）尺寸和形状不正确； （8）夹砂、夹渣； （9）组织反常； （10）型芯撑、内冷铁。

失效分析方法大汇总

失效分析简介 失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。 失效分析流程 图1 失效分析流程 各种材料失效分析检测方法 1 PCB/PCBA失效分析

PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。 图2 PCB/PCBA 失效模式 爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。 常用手段 无损检测：外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像表面元素分析：扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）显微红外分析（FTIR）俄歇电子能谱分析（AES）X射线光电子能谱分析（XPS）二次离子质谱分析（TOF-SIMS）

热分析：差示扫描量热法（DSC）热机械分析（TMA）热重分析（TGA）动态热机械分析（DMA）导热系数（稳态热流法、激光散射法）电性能测试：击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移破坏性能测试：染色及渗透检测 2 电子元器件失效分析 电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。 图3 电子元器件 失效模式 开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等 常用手段 电测：连接性测试电参数测试功能测试无损检测：开封技术（机械开封、化学开封、激光开封）去钝化层技术（化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层）微区分析技术（FIB、CP）制样技术：开封技术（机械开封、化学开封、激光开封）去钝化层技术（化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层）微区分析技术（FIB、CP）显微形貌分析：光学显微分析技术扫描电子显微镜二次电子像技术表面元素分析：扫描电镜及能谱分析（SEM/EDS）俄歇电子能谱分析（AES）X射线光电子能谱分析（XPS）二次离子质谱分析（SIMS）无损分析技术：X射线透视技术三维透视技术反射式扫描声学显微技术（C-SAM）3 金属材料失效分析 随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业、科技以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，因此金属材料的质量应更加值得关注。

失效分析方法与步骤

失效分析方法与步骤 1.背景资料的收集和分析样品的选择 2.失效零件的初步检查（肉眼检查及记录） 3.无损检测 4.机械性能检测 5.所有试样的选择、鉴定、保存以及清洗 6.宏观检验和分析（断裂表面、二次裂纹以及其他的表面现象） 7.微观检验和分析 8.金相剖面的选择和准备 9.金相剖面的检验和分析 10.失效机理的判定 11.化学分析（大面积、局部、表面腐蚀产物、沉积物或涂层以及微量样品的分析） 12.断裂机理的分析 13.模拟试验（特殊试验） 14.分析全部事实，提出结论，书写报告（包括建议在内） 以上是失效分析的全部过程，当然具体到某个失效零件，不一定都要这些过程，要根据失效零件的复杂程度，具体分析。 失效分析报告的主要部分 1.对坏零件的说明 2.破坏时的工作条件 3.以前的工作历史 4.零件的制造和加工工艺 5.失效的力学和冶金研究 6.质量的冶金评价 7.失效机理的总结 8.预防类似事故的措施 失效分析时要回答的问题 断裂的先后次序确定了吗？ 如果失效涉及开裂或断裂，那么起点确定了吗？ 裂纹起源于表面还是表面以下？ 开裂是否于应力集中源有关？ 出现的裂纹有多长？载荷有多大？ 加载类型：静态、循环或间断？ 断裂机理是什么？ 断裂时的大概工作温度是多少？ 是温度造成的吗？是磨损造成的?是腐蚀组成的吗？是那种类型的腐蚀？ 使用了合适的材料吗？材料质量符合标准吗？ 材料的机械性能符合标准吗？坏零件是否经过适当的热处理？坏零件是否制造正确？零件的安装正确吗？零件在使用过程中经过修理吗？修理是否正确？ 零件是否经过适当的跑合？能修改零件设计以防止类似的事故吗？ 目前正在使用的同样零件也可能出现事故吗？如何才能防止呢？ 注意：要把根据事实得到的结果和根据推测得到的结论区别开来。

设备重复性故障分析方法PM分析法

设备重复性故障分析方法—PM分析法 PM分析法，是找寻分析设备所生产的重复性故障及其相关原因的一种手法。 PM分析是把重复性故障的相关原因无遗漏地考虑进去的一种全面分析的方法。 所谓PM，是指下面几个英文单词第一个字母。 P指的是：Phenomena或Phenomenon（现象）及Physical（物理的）。 M指的是：Mechanism（机理）及其关联的Man（人）、Machine(设备)、Material（材料）Method(方法)。 PM分析是一种针对设备关联的物理性分析手法。 当我们要求实现设备的故障损失为零的目标时，会发现有些重复性故障一致难以攻克，这时候就可以采用PM分析法来进行故障分析。 PM分析法的特点是以理论来指导事实，要求对设备具有相当的了解。 PM分析的主要步骤包括： 第一步：明确故障现象 正确的认识故障现象是解决故障问题的先决条件。认识和分析故障现象的表现方式、状态、发生部位、设备种类差异等，并对故障进行层次分析。 在进行故障现象进行探索调查时，要讲究研究方法，根据现象研究确定相关的调查、测定、检验、分析方法，确定调查项目、检测范围、容差、基准、限定值等。 第二步：对故障现象的物理分析、原理分析 所谓对现象的物理分析，就是对现象用物理、化学等探究原理的方法进行分析。 任何故障现象不会是无缘无故发生的，都存在其物理或化学背景。因此要力图用物理或者化学的科学原理来解释发生的故障现象。如果能够通过理化检验、验证的手段来辅助就更好。努力找出故障现象出现的物理、化学原理。 例如：机床主轴出现轴向裂纹，可以通过金相检验找出是原材料缺陷还是热处理应力，抑或是疲劳应力集中。 再如：物体出现伤痕，这是由于物体与物体之间接触、撞击而产生的现象。从物理的角度来看，伤痕肯定出现在物体软弱的部位。这样，通过探讨物体与物体有可能接触的部位，就能清楚地知道所要探讨的部位和发生现象的原因。 如果实在无法解释现象，可以做出假设来加以验证。

材料失效分析程序及方法

材料失效分析程序及方法 实验室经理人2015-06-18 材料失效基础知识 机械零件、构件、设备、装置或系统可统称为机械产品（简称机械）。机械丧失其规定功能的现象称为失效。机械的失效通常是某一（或某些）零部件的失效所致，而某些零部件的失效最终可归结为材料的失效。 材料的失效表现为材料的累积损伤和性能退化两大类。 （一）材料的累积损伤 材料的累积损伤从宏观表象规律上可归纳为各种材料累积损伤模式。为了满足产品的规定功能，首先必须保证产品材料的宏观完整性。由于材

料完整性的丧失导致产品失效，是累积损伤的主要特征。这一类的失效模式（形式）主要有断裂、表面损伤和过量变形。 1、断裂 断裂失效是机械产品最主要和最具危险性的失效，其分类比较复杂，一般有如下几种：按断裂机理分为滑移分离、韧窝断裂、蠕变断裂、解理与准解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂；按断裂路径分为穿晶、沿晶和混晶断裂；按断裂性质分为韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂，在失效分析实践中大都采用这种分类法。 韧性断裂又叫延性断裂和塑性断裂，即零件断裂之前，在断裂部位出现较为明显的塑性变形。在工程结构中，韧性断裂一般表现为过载断裂，即零件危险截面处所承受的实际应力超过了材料的屈服强度或强度极限而发生的断裂。 脆性断裂，工程构件在很少或不出现宏观塑性变形（一般按光滑拉伸试样的截面收缩率ψ<5%）情况下发生的断裂称作脆性断裂，因其断裂应力低于材料的屈服强度，故又称作低应力断裂。由于脆性断裂大都没有事先预兆，具有突发性，对工程构件与设备以及人身安全常常造成极其严重的后果。因此，脆性断裂是人们力图予以避免的一种断裂失效模式。疲劳断裂，工程构件在交变应力作用下，经一定循环周次后发生的断裂称作疲劳断裂。它是工程中最常见的断裂，约占断裂失效的80%~90%。按断裂前宏观塑性变形的大小分类，疲劳断裂应属脆性断裂范畴。但是，由于疲劳断裂出现的比例高，危害性大，且是在交变载荷作用下出现的

叶片失效分析方案

火车用增压器叶片失效分析 分析方案： 1.宏观形貌分析（主要是寻找主断面或主裂纹） 2.微观形貌分析 （1）表面产物分析 产物的分析又可分为成分分析和相结构分析两个方面。成分的确定可采用化学分析、光谱分析、带有能谱的扫描电镜、电子探针及俄歇能谱仪等手段进行。产物的相结构分析常用X射线衍射仪、德拜粉末相机X射线衍射、透射式电子显微镜选区衍射及高分辨率衍射等方法。 （2）表面的微观形貌分析 目前用于微观形貌分析的工具，主要是电子显微镜，即透射电镜及扫描电镜。 首先对失效叶片进行宏观观察分析。比如说是否有裂纹产生；是否有一个损伤程度最为严重的叶片，若有，则考虑其他叶片损伤是否因该损伤最严重的叶片碰伤所致；叶片表面是否有腐蚀、磨损和变形等问题，等等。观察图片，叶片并未断裂，首先判断为表面损伤失效，可考虑疲劳问题。而叶片运行并非是因为与其他物体接触，表面在接触应力下有相对运动造成材料的流失，因此，又可考虑与气流产生磨损问题及腐蚀问题（环境气氛的化学和电化学作用引起）。 一：腐蚀失效形式包括以下5种方式： a 腐蚀造成受载零件截面积的减小而引起过载失效(断裂)。 b 腐蚀引起密封元件的损伤而造成密封失效。 c 腐蚀使材料性质变坏而引起失效。 d 腐蚀使高速旋转的零件失去动平衡而失效。 e 腐蚀使设备使用功能下降而失效。 腐蚀失效分析的步骤及内容： （1）详细勘查事故现场：损坏设备的基本情况、损坏部位的宏观情况、材料及制造情况、设备使用的环境条件、应力条件、表面处理情况、现场拍照及取样、经济损失的估算。 （2）腐蚀形貌的宏观分析：腐蚀产物的形貌、断面特征。 （3）腐蚀产物分析。 （4）腐蚀形貌的微观分析。 （5）对材料性能进行复验。 （6）失效模式的判断及重复性试验。 （7）综合讨论及总结。 预防腐蚀失效的一般原则： （1）正确分析腐蚀失效原因和确定腐蚀失效模式 （2）正确地选择材料和合理设计金属结构 （3）查明外来腐蚀介质的性质并将其去除 （4）隔离腐蚀介质 （5）采用电化学保护法 二：疲劳形式 考虑叶片受到长周期的循环应力和其所处环境，可能为高温机械疲劳和腐蚀疲劳。因其还未达到运转工时的要求，因此可考虑工件设计缺陷、机加工缺陷、材料组织缺陷、机加工使用环境、载荷频率等问题引起的疲劳。

设备故障分析方法

设备故障分析方法 设备故障的分析一般遵循这样几个阶段，初期研究阶段、判断阶段、研究阶段、结果分析阶段和总结阶段。初期研究阶段包括故障现场调查、现场数据采集、故障现状鉴定；判断阶段包括制订进一步的研究计划； 研究阶段包括故障的分析讨论，有关参数的测定，估算载荷等；结果分析阶段包括推导故障类型和故障原因：总结阶段包括故障的处理和故障资料的整理等等。 1．设备故障现象简介 设备的故障是通过外在的形式表现出来的，当设备故障发生时人们所看到的故障现象是故障过程的结果。大量了解故障的现象，并且对具有典型设备故障进行起因、过程、发展趋势等方面的详细分析，有助于设备诊断技术的正确应用与推广，从而能够准确地作出判断，制定出有效对

策。一般地说，设备故障都具有主要特征，其表象如疲劳、断裂、腐蚀、磨损以及电气故障的短路、断路、元器件失效等等。 (1)疲劳。 设备零部件应力集中、交变应力增大引起的疲劳，侵蚀起的疲劳，材料表层下面缺陷引起的疲劳等。 (2)腐蚀。设备零部件的化学和电化学腐蚀、应力性腐蚀、重金属的沉积等等。 (3)磨损。设计允许范围内的微量磨损、切削性磨损、粘着性磨损、疲劳性磨损、腐蚀性磨损等等。 (4)变形。超出设计范围的变形，在拉伸、压缩、弯曲、扭力作用下过度变形造成的损坏、破裂、压陷，动静载荷作用下发生的断裂等等。 (5)电气控制失效。元器件老化，过流过载保护失效，短路、断路、设计缺陷等等。 (6)电气执行系统失效。负载超限，部件及系统绝缘失效，接地接零保护失效等等。

(7)液压系统失效。液压件老化，管系漏泄、堵塞、介质变质、动作失误等等。 其它还有异常响声及振动，连结件松动等等。 据一些资料研究表明，不同类型的企业、不同种类的设备的主要故障形式有着很大的区别，比如回转设备和静止设备的比较中，回转设备的异常响声和振动、磨损、疲劳、裂纹等占到该类设备故障总数的70%左右，而静止设备的腐蚀、渗漏、裂纹、材质老化等占到该类设备故障总数的80%左右。 这样一种情况将提醒我们针对自己所在的企业配置设备的不同情况，在设备管理总的方针指导下，对不同的设备可能出现故障的主要形式确定对策方案，以利有效地防止故障的发生，以及及时地排除各类故障，这是设备故障管理工作的重点。 2．设备故障原因分析 故障分析的中心问题是弄清楚发生故障的原因和机理，从而制订出有效的防范措施，使设备故障率降在最低乃至实现零故障运行。 设备故障分析有这样两种情况，一种是预测性的，在故障未发生之前，