第1章 失效部件的宏觀部件與金相分析原理及方法
    1.1 零部件失效分析的基本步驟與目的
    1.現(xiàn)場(chǎng)了解情況，收集背景資料
    目的是對(duì)失效零件的工作狀態(tài)與整體情況有一個(gè)宏觀的定性了解。宏觀資料的收集對(duì)失效分析的整體判斷有重要的意義。一般要進(jìn)行以下幾方面工作：首先要了解失效零件的服役狀況，分清失效零件與其他零件的關(guān)系，初步判斷受力狀態(tài)與發(fā)生破壞的位置，了解失效零件占整個(gè)出廠同類(lèi)零件的數(shù)量，詳細(xì)了解失效零件的材料與加工工藝等。
    無(wú)論如何強(qiáng)調(diào)此項(xiàng)工作的重要性也不會(huì)過(guò)分。例如很多情況下制造方都懷疑由于原材料有冶金缺陷等質(zhì)量問(wèn)題造成產(chǎn)品失效。這時(shí)可以通過(guò)了解失效零件的數(shù)量來(lái)進(jìn)行初步的判斷。如果一批原材料制造的同種零件中，僅少數(shù)幾件發(fā)生破壞，一般就可以初步判斷與原材料冶金質(zhì)量關(guān)系不大。因?yàn)槿绻�一批原材料質(zhì)量有問(wèn)題，質(zhì)量缺陷不會(huì)僅集中在材料某一個(gè)部位，一般是分布在整批材料中。所以很多零件均會(huì)受到原材料的影響，發(fā)生破壞零件的數(shù)量就不會(huì)太少。
    2.對(duì)失效的零件及相關(guān)的零件進(jìn)行宏觀分析
    利用肉眼或者放大鏡對(duì)斷裂的樣品進(jìn)行觀察。必須要仔細(xì)觀察斷口的形貌及表面顏色等，分析斷裂的位置，盡量找到裂紋源位置并記錄與照相。目的是幫助判斷斷裂的原因。同時(shí)一個(gè)正確的失效原因分析應(yīng)該能夠?qū)�宏觀現(xiàn)象提供一個(gè)合理的解釋。
    3.進(jìn)行定性或定量的力學(xué)分析
    目的是確定零件的受力狀態(tài)，判斷零件是在何種應(yīng)力作用下失效的。如果不是在零件受力最大的部位發(fā)生破壞，就有理由認(rèn)為材料的組織可能存在問(wèn)題，或者在工作中受到不應(yīng)有的外力作用。對(duì)于一些大型構(gòu)件破壞往往需要采用有限元等方法進(jìn)行構(gòu)件各個(gè)部位受力情況的定量分析，將各個(gè)部位受到應(yīng)力值與材料性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，從中得到關(guān)于零部件失效原因的重要信息。
    4.對(duì)失效的零部件進(jìn)行性能測(cè)定
    目的是與要求的性能標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)照，判斷是否達(dá)到要求。在可能的情況下盡可能在斷口附近截取樣品。
    5.金相組織分析
    目的是判斷是否與要求的組織相吻合，有時(shí)要配合掃描電鏡甚至透射電鏡進(jìn)行分析。
    6.化學(xué)成分分析
    目的是判斷與樣品標(biāo)準(zhǔn)要求的成分是否符合。
    7.斷口與組織的電鏡分析
    采用掃描電鏡對(duì)斷口進(jìn)行分析，目的是根據(jù)斷口上顯示的微觀形貌，進(jìn)一步明確斷裂的機(jī)理。有時(shí)采用光學(xué)顯微鏡難于確定材料內(nèi)部微觀組織，此時(shí)可以采用透射電鏡對(duì)材料微觀組織進(jìn)行分析；
    8.在模擬條件下做實(shí)驗(yàn)，失效模擬
    目的是對(duì)失效分析的機(jī)理進(jìn)行驗(yàn)證。在一般失效分析中不會(huì)進(jìn)行。
    應(yīng)該說(shuō)明的是并不是所有情況下均要完整地進(jìn)行上述全部的步驟，有些情況下僅做其中的幾個(gè)步驟就可以判斷出失效的原因。但是在一般金屬材料的失效分析中，1、2、3、5這幾個(gè)步驟往往是必須要做的。
    目前有多種先進(jìn)的分析測(cè)試手段，對(duì)正確地進(jìn)行失效分析起到重要作用。但是如何合理地使用，降低失效分析的成本，提高失效分析的效率也是重要的問(wèn)題。
    對(duì)于一些初次涉及失效分析領(lǐng)域的科技人員存在一種傾向，輕視宏觀分析與金相分析。對(duì)任何失效問(wèn)題均采用SEM、TEM等手段進(jìn)行分析，實(shí)際上這樣分析往往達(dá)不到理想效果。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明目前許多失效零部件，只需要采用宏觀分析方法配合使用光學(xué)顯微鏡分析組織，就能夠得到正確結(jié)論。這些試驗(yàn)方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員是有條件實(shí)現(xiàn)的，而且是最實(shí)用的。同時(shí)宏觀分析也是進(jìn)行SEM分析的基礎(chǔ)，因此本章僅對(duì)這些最基本的試驗(yàn)方法進(jìn)行論述。對(duì)于一些先進(jìn)試驗(yàn)手段（如透射電鏡、掃描電鏡分析等）已有許多專(zhuān)門(mén)論著，本書(shū)中不做闡述。
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