【正文】 維護上注意，避免產(chǎn)生上述現(xiàn)象。同時在內(nèi)表面漆層脫落的應(yīng)力集中的尖角處也存在著程度不同的晶間腐蝕現(xiàn)象。因此我們認為是因構(gòu)件上有制造而產(chǎn)生的應(yīng)力集中點，在著陸的載荷的作用下，引起了低循環(huán)疲勞斷裂。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)裂紋產(chǎn)生的位置是在機翼前緣上梁，并處于發(fā)動機前吊掛處。在發(fā)生事故時協(xié)助調(diào)查和試驗分析 ,找出引起故障或事故的真實原因，協(xié)助制定防止再次發(fā)生類似問題的方法及措施，保證民用航空安全。因此很難保證采取的措施正確性。經(jīng)制造廠分析為正常的疲勞斷裂。但后經(jīng)民航組織分析小組重新調(diào)查、分析、試驗，是因發(fā)動機高壓軸內(nèi)一密封膠卷選材不合理，引起高壓軸和襯套間高壓，導(dǎo)致低壓傳動軸斷裂。當時在民航系統(tǒng)內(nèi)沒有較完善的失效分析部門和專業(yè)分析人員。失效分析在適航與維修中的作用適航中心 材料化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系化學(xué)成分： Fe－ Al、鐵－鋼、 AZ31AZ91組織結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)、顯微組織、精細結(jié)構(gòu)外部條件：溫度、介質(zhì)、應(yīng)力狀態(tài)等鑄造工藝，熱處理，冷、加塑性工加工工藝等纖維強化、顆粒強化，定向凝固等基本要求：掌握工程材料及其分類，了解新材料的發(fā)展趨勢。工程材料的選用原則二、工藝性能制備過程中各種工藝過程是否易實現(xiàn)第 4節(jié) 一、使用性能能夠安全可靠工作所必備的性能第 3節(jié) 例如中碳合金結(jié)構(gòu)鋼淬火、低溫回火后滾壓；合金滲碳鋼經(jīng) CN共滲淬火、低溫回火后滾壓，都可提高其疲勞極限。(五 )采用局部復(fù)合強化(四 )強韌化工藝磨損失效主要有： 粘著磨損、磨粒磨損、接觸疲勞磨損、微動磨損、氣蝕 等幾種失效形式(一 )冶金質(zhì)量問題 其中應(yīng)力腐蝕、氫脆和腐蝕疲勞等是突發(fā)性失效，而點腐蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕和大部分均勻腐蝕失效不是突發(fā)性的。(4)蠕變斷裂失效：最終斷裂是 瞬時 的。突發(fā)性 。彈性 變形、 塑性 變形、 蠕變 變形。失效分析時應(yīng)做到設(shè)計、材料、工藝相結(jié)合；結(jié)構(gòu)強度與材料強度相結(jié)合；宏觀規(guī)律與微觀機理相結(jié)合；規(guī)律性試驗與生產(chǎn)實際相結(jié)合。又如前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故是由于電站工作人員粗暴違反反應(yīng)堆裝置的操作規(guī)程，導(dǎo)致了這場大災(zāi)難。3．焊接 焊接缺陷引起失效的例子也很多。例如某廠購進一批 DAL載重汽車，使用兩年后，約有 4％的發(fā)動機曲軸發(fā)生斷裂，經(jīng)分析，是由于加工質(zhì)量不符合規(guī)定而造成的早期失效。 (2)鑄造：鑄造工藝不當，可產(chǎn)生鑄造缺陷；鑄件中由于碳化物、氮化物和硫化物等沿晶界的析出，會引起鑄件產(chǎn)生沿晶斷裂。 （二）選材 主要原因，如 ，引起大火，損失 850萬美元。如尖角、過渡角太小、凹槽和缺口布置或設(shè)計不當?shù)?。失效原因并不是簡單的設(shè)計、計算問題。有些場合使用的零件失效不會造成很大的損失（彈簧）。三、工程材料 學(xué)例如，在高壓下的結(jié)構(gòu)材料，由于原子間距離縮短，材料將由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電體， Nb3Sn、 Nb3Ce和 Nb3Si等超導(dǎo)體均在高壓下合成。6．特殊條件下應(yīng)用的材料在陶瓷和金屬之間通過連續(xù)地控制內(nèi)部組成和微細結(jié)構(gòu)的變化，使兩種材料之間不出現(xiàn)界面，從而使整體材料具有耐熱應(yīng)力強度和機械強度也較好的新功能。于是，人們想到將金屬和陶瓷聯(lián)合起來使用，用陶瓷去對付高溫，用金屬來對付低溫。例如，由于超大容量信息通信網(wǎng)絡(luò)和超高計算機的發(fā)展，對集成電路的要求越來越高，促進集成度逐年增加。在工程應(yīng)用中，通過 激光束表面處理 可在工件表面獲得非晶態(tài)，具有高耐磨性和耐蝕性。70年代通過快冷技術(shù) (106℃ ／ s)而獲得非晶態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)合金材料。4．非晶 (亞穩(wěn)態(tài) )材料日益受到重視一維 材料最突出的是光導(dǎo)纖維，可用于作通信工程材料。通過化學(xué)反應(yīng)、氣相沉積等方法，可制出亞微米級和納米級 (1100mm)的金屬或陶瓷 粉末 。復(fù)合材料在航空、航天工業(yè)和汽車工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用，在化工設(shè)備和其它方面也有較多的應(yīng)用。面向 21世紀，金屬材料仍占主導(dǎo)地位。二、新材料發(fā)展趨勢1．繼續(xù)重視高性能的新型金屬材料 指具有高強度、高韌性、耐高溫、耐低溫、抗腐蝕、抗輻射等性能的材料。 結(jié)構(gòu)材料 以力學(xué)性能為主 ,兼有一定的物理、化學(xué)性能?！豆こ滩牧蠈W(xué)》第 1章 序 論第 1節(jié) 概述一、工程材料 什么是工程材料？印象中工程材料是哪類材料？ 功能材料 以特殊的物理、化學(xué)性能為主 ,如那些要求有電、光、聲、磁、熱等功能和效應(yīng)的材料。這種材料與發(fā)展空間技術(shù)、核能、海洋開發(fā)等工業(yè)有著極其密切的關(guān)系。2．結(jié)構(gòu)材料趨向于復(fù)合化 盡管金屬材料采用了一系列強韌化措施及發(fā)展了非金屬材料，如高分子材料和陶瓷材料 ,但由于單一材料存在難以克服的某些缺點，如脆性、彈性模量低、比強度不足等。 3．低維材料正在擴大應(yīng)用有很大的比表面積和比表面能，熔點低，擴散速度快，燒結(jié)溫度下降，強度高而塑性好，具有良好的綜合性能。纖維結(jié)構(gòu)材料是復(fù)合材料中的主要增強組分，它決定了復(fù)合材料的關(guān)鍵性能；纖維中的晶須，其強度和剛度可接近理論強度值；碳纖維、有機高分子纖維和陶瓷纖維均有廣闊的應(yīng)用前景。由于驟冷，金屬中的合金元素 偏析程度降低，沒有晶界， 從而可提高合金化程度，而 不致產(chǎn)生脆性相 。另外，非晶態(tài)的硅太陽能電池，光電轉(zhuǎn)換率可達 15％，有很大進一步實用化研究價值。從材料看，除了硅半導(dǎo)體外，化合物半導(dǎo)體受到越來越多的重視。 現(xiàn)正在開展高壓力及沖擊波對材料性能影響的試驗研究，理論上預(yù)測氫在幾千萬大氣壓下將轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘賾B(tài)，它在室溫時就具有超導(dǎo)性，它的實現(xiàn)還有待于高壓條件的創(chuàng)建。由于電子計算機及應(yīng)用技術(shù)的高度發(fā)展，使得人們可以按照指定的性能進行材料設(shè)計正逐步成為現(xiàn)實。不僅學(xué)習(xí)各種材料的分類、基本特性、制備方法、用途，而且學(xué)習(xí)材料性能與組成、組織結(jié)構(gòu)、制備工藝之間的內(nèi)在聯(lián)系、作用機理。第 2節(jié) 工程材料失效分析一、概念與意義 失效 ：工程上所使用的工件在使用過程中失去所規(guī)定的功能。但有些場合失效會造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至危及生命安全，如鍋爐材料，特別是航空航天、核工業(yè)、大型工程等。所以必須分析失效原因，提出預(yù)防措施，這就發(fā)展了新學(xué)科 —— 失效分析學(xué)。如軋機支架：除剪切力、拉應(yīng)力外，還有疲勞，過渡角等因素。再者，還與使用環(huán)境等很多因素有關(guān)，可概括為四個方面：（一） 設(shè)計 應(yīng)從強度計算、結(jié)構(gòu)形式、選材、使用條件和環(huán)境的影響等多個 方面 周密考慮 安全使用壽命問題。 在未經(jīng)周密的計算，或構(gòu)件形狀復(fù)雜，及很難進行應(yīng)力計算時就從事設(shè)計，也將引起工件早期失效。失效分析表明，是由于選用錳碳比很低的 ASTMA283鋼，在低溫使用，導(dǎo)致儲油罐殼發(fā)生脆性斷裂。 (3)鍛造或軋制：鍛造工藝不當，會產(chǎn)生各種缺陷，如過熱、過燒、鍛造或軋制裂紋、流線分布不良及折疊等。2．熱處理 文獻報告表明，工模具失效大部分是熱處理不當造成的。如焊接時產(chǎn)生氣孔、未焊透、焊接裂紋等均會造成工件在使用過程中早期失效。 總之，工件失效的原因是復(fù)雜的，它是各種因素共同作用的結(jié)果。 三、失效類型(一 )變形失效(二 )斷裂失效(1)塑性斷裂失效：斷裂前有一定塑料變形，一般是非災(zāi)難性的。 多屬高溫低應(yīng)力沿晶蠕變斷裂。 失效形式多，機理復(fù)雜，占較大比率。鋼、銅、鋁。四、提高失效抗力的方法（從材料角度）第 3節(jié) 工程材料的選用原則工程材料學(xué)的最終目的：掌握材料化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。粟牧懷　 在出現(xiàn)機械零、部件的失效和由于機械原因?qū)е率鹿蕰r，多是將失效件送國外或國內(nèi)其他系統(tǒng)的分析部門進行失效分析，但由于利益、責任問題和對民航的維護、使用特點的不了解，經(jīng)常得到不正確的結(jié)論。同時此型發(fā)動機沒有防 “飛轉(zhuǎn) ”措施。發(fā)動機執(zhí)管單位又將此葉片送到剛組建的航空材料失效分析室?！?在總局各級領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心下，各兄弟單位的幫助下，適航中心航空材料失效分析室于 1992年 9月 26日正式成立，并陸續(xù)購置了掃瞄電子顯微鏡、X射線能譜分析儀、金相顯微鏡、紅外分析儀等具有世界先進水平的設(shè)備，培養(yǎng)引進了具有博士、碩士及大學(xué)學(xué)歷具有高級、中級技術(shù)職稱的專業(yè)　技術(shù)人員開始開展失效分析工作。 我國的波音 747一 SP型飛機在 89年時出現(xiàn)了一次機翼前梁腹板的上緣處開裂事件，整個裂紋長達 660毫米。產(chǎn)生這種裂紋的主應(yīng)力不是飛行中的應(yīng)力，而是飛機著陸過程中由于重力引起的瞬間高應(yīng)力。為了避免產(chǎn)生此類裂紋，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上改進和避免制造過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中點。在某航空公司所執(zhí)管的 BAe一 146飛機上多次發(fā)現(xiàn)輪轂內(nèi)的裂紋。分析后得出因有腐蝕介質(zhì)的流入而引起應(yīng)力腐蝕疲勞開裂。我國發(fā)生的 MD一 82飛機主起落架折斷事件，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)此起落架存在著較嚴重的不符合要求的粗大晶粒。在討論中制造廠認為此事件與英國 AIR斷口特點的形態(tài)及種種與英國事件的不同性均證實了缺少鍛造后的正火處理。 近幾年我國使用的飛機多次發(fā)生電子艙、貨艙著火事件，其直接原因是因?qū)Ь€短路的火花而引起的。發(fā)現(xiàn)機艙內(nèi)的隔音／隔熱墊的外包覆層不阻燃。失效分析結(jié)果反饋到相關(guān)部門后，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益及社會效益。二、民航總局適航中心的航空材料分析室成立及組成情況 1992年 9月 26效分析部門聯(lián)系，現(xiàn)稱航空材料失效分析室）。根據(jù)航空材料失效分析室的工作特點，需配備有豐富實踐經(jīng)驗技術(shù)全面的專業(yè)技術(shù)人員。航空材料失效分析室的設(shè)備鋼的 合金化 基礎(chǔ)為什么從鋼的合金化講起？一、鋼的合金化在鋼中加入合金元素，與鋼中的鐵、碳發(fā)生作用，改善組織結(jié)構(gòu)和工藝性能，提高使用性能。合金化基礎(chǔ)：合金元素與 Fe、 C的基本作用，一般規(guī)律，即共性。合金元素與鋼中鐵和碳的相互作用。改善鋼的塑性與韌性的途徑。硫、磷等元素通常作為有害元素看待，但有時也可當作合金元素 (如在易切削鋼中硫被用來改善切削性能 )。1)奧氏體形成元素 :2)鐵素體形成元素 :和擴大 F區(qū)，優(yōu)先分布于 F中。非碳化物形成元素：如鎳、銅、硅、鋁、磷等。提高 A層錯能的元素：如鎳、銅、碳等。2．溶入固溶體：3．形成強化相：4．自由存在：合金元素與鐵的相互作用的工程實際意義： 為了保證鋼具有良好的耐蝕性 (如不銹鋼 )，需要在室溫下獲得單一相組織，就是運用上述合金元素與鐵的相互作用規(guī)律，通過控制鋼中合金元素的種類和含量，使鋼在室溫條件下獲得單相奧氏體或鐵素體等單一組織來實現(xiàn)。(二 )合金元素與碳的相互作用 是形成碳化物，還是形成固溶體？ 取決于形成碳化物的趨勢及其含量?！?G 非碳化物形成元素 ：如鎳、銅、硅、磷、鋁、鈷等。 碳化物形成元素在周期表中都是 過渡族元素 （次 d層未排滿）：次 d層越不滿，形成碳化物的趨勢越強，碳化物越穩(wěn)定。因此，應(yīng)對碳化物的特性作進一步分析。碳化物具有 高硬度 ，其 形成碳化物的傾向性越強，其硬度越高 。如 TiC，硬度最高。一般，形成碳化物能力越強的元素，碳化物熔點高，穩(wěn)定性亦大。Fe3C→M 23C6→M 6C→MC 穩(wěn)定性升高。故在經(jīng)過適當?shù)臒崽幚碇?，固溶體和碳化物間應(yīng)保持最佳的合金元素含量分配率，以保證高的綜合性能 (如強度與塑性，強度與耐蝕性 )。： 一方面 關(guān)系到所形成碳化物的種類、性質(zhì)和在鋼中的分布，而所有這些都會直接影響到鋼的性能 ，如鋼的強度、硬度、耐磨性以及塑性、韌性、紅硬性和某些特殊性能；同時對鋼的 熱處理 亦有較大影響，如奧氏體化的溫度和時間、奧氏體晶粒長大等。但對以下元素的影響趨勢看法一致：鎳、銅和碳提高 A層錯能，錳、鉻、釕和銥降低之。(二 )奧氏體層錯能對鋼的力學(xué)性能影響 層錯能低 → 有利于位錯擴展和形成層錯 → 使橫滑移困難 → 鋼的加工硬化趨勢增大 。( 屈服強度：使位錯開動、增殖并在金屬中傳播所需要的應(yīng)力。一、固溶強化溶質(zhì)原子溶入基體金屬中形成固溶體使金屬強化，稱 固溶強化 。間隙原子 C、 N固溶于 F晶格間隙 ， 阻礙位錯運動 ，增加鋼的塑性變形抗力，提高鋼的 屈服強度 ，達到 強化 目的。但置換式原子會影響 A層錯能。如在低合金高強度鋼中，加入微量多種合金元素就是這個道理。置換固溶，晶格 畸變 多為 球面對稱 ，強化效果較間隙式小得多（約小兩個數(shù)量級），稱 弱硬化 。多種合金元素同時存在，強化可累加。晶粒越細，則晶界面積越大，屈服強度越高。σ0單晶體中位錯運動的摩擦阻力；這兩種強化方式共同點是第二相對位錯的阻礙作用，但對位錯運動阻礙的方式不同。 有序相。第二相粒子 人為加入 或 淬火過時效 ，不溶入基體，故稱彌散強化。總之，第二相強化效果與第二相的大小、數(shù)量、分布及性能有關(guān)。沉淀強化比彌散強化效果大。金屬中的位錯密度與變形量有關(guān)，變形量越大