1、失效分析(高起专)阶段性作业1一、单选题1. _是机械零件失效最常见也是危害最大的一种形式。(4分)(A) 过量变形(B) 断裂(C) 磨损(D) 腐蚀 参考答案：B2. 失效分析工作者通常从_的角度出发，将机械零件的断裂失效分为过载断裂失效、疲劳断裂失效、材料脆性断裂失效、环境诱发断裂失效以及混合断裂失效等类型。(4分) 参考答案：C(A) 断裂时变形量的大小(B) 裂纹走向与金相组织的关系(C) 致断原因(D) 加工工艺或产品类别3. _，属于正常失效。生产者一般不承担责任。(4分)(A) 产品缺陷失效(B) 误用失效(C) 受用性失效(D) 耗损失效 参考答案：D4. _ 是形成焊接残余
2、应力的主要原因。(4分)(A) 直接应力(B) 间接应力(C) 组织应力(D) 以上答案都不正确 参考答案：A5. _产生可归于收购间形状和铸造技术等影响的结构应力以及由于组织和成分不同产生的组织应力。(4分) 参考答案：C(A) 热处理残余应力(B) 表面化学热处理引起的残余应力(C) 铸造残余应力(D) 切削加工残余应力6. 受_的典型零件是各式各样的薄壁压力容器。(4分)(A) 单向拉应力(B) 平面拉应力(C) 弯曲应力(D) 扭转应力 参考答案：B7. 在交变应力作用下，金属材料发生损伤的现象称为_。(4分)(A) 磨损(B) 疲劳(C) 腐蚀(D) 断裂 参考答案：B8. 当工作载
3、荷超过金属构件危险载面所能承受的极限载荷时，构件发生的断裂称为_。(4分)(A) 过载断裂(B) 材料致脆断裂(C) 环境致脆断裂(D) 混合断裂 参考答案：A二、填空题1. 失效的诱发因素包括力学因素、_(1)_ 及时间（非独立因素）三个方面。(4分)(1).参考答案:环境因素2. 失效率按使用时间可分为三个阶段：早期失效期、_(2)_ 和耗损失效期。(4分)(1).参考答案:偶然失效期3. 据调查统计，在失效的原因中，_(3)_ 方面的问题占56%以上。这是一个重要方面，在失效分析和设计制造中都必须引起足够重视。(4分)(1).参考答案:设计和制造加工4. 有时，在零件的一种应力集中源上又
4、叠加了另一种形式的应力集中源，如在缺口上刻有划痕，此时的应力集中程度应用_(4)_ 来表示。(4分)(1).参考答案:复合理论应力集中系数5. 物体在无外载荷时，存在于其内部保持平衡的一种应力称为_(5)_ 。(4分)(1).参考答案:内应力6. 热处理残余应力是由热应力和_(6)_ 叠加的结果。(4分)(1).参考答案:组织应力7. 影响电镀层残余应力的因素有电镀层的特性、基本金属、_(7)_ 以及电镀时的操作工艺。(4(1).参考答案:电解液8. 消除和调整残余应力的方法主要有热作用法和_(8)_ 。(4分)(1).参考答案:机械作用法9. _(9)_ 是材料从变形到断裂全过程中吸收能量的
5、大小，是强度和塑性的综合表现。(4分)(1).参考答案:韧性10. 材料的失效形式大致可分为三种：脆断、剪断以及_(10)_ 。(4分)(1).参考答案:屈服11. 所谓_(11)_ 是指应力大小或应力方向随时间变化而作周期变化的应力。(4分)(1).参考答案:交变应力12. 材料抵抗交变应力作用的能力称为_(12)_ 。(4分)(1).参考答案:疲劳抗力三、判断题1. 应力腐蚀开裂系金属在应力和腐蚀介质共同作用下，而引起的一种破坏形式。正确错误 参考答案：正确2. 断口分析包括宏观分析和微观分析两个方面，其中微观分析主要用于分析断口形貌。(4分)正确错误 参考答案：错误3. 由于氢而导致金属
6、材料在低应力静载荷下的脆性断裂，称为氢致断裂，又称氢脆。(4分)正确错误 参考答案：正确4. 疲劳断裂失效的基本形式只有两种，即由切应力引起的切断疲劳及由正应力引起的正断疲劳。(4分)正确错误 参考答案：正确5. 在工程上最常出现的蠕变断裂是对数蠕变断裂。(正确错误 参考答案：错误 失效分析(高起专)阶段性作业2一、单选题1. 对于断后被油污染的断口，要仔细清洗。先用_去除油污，然后再用丙酮、三氯甲烷、石油醚或苯类等有机溶剂去残留物，最后用无水乙醇清洗再吹干。(4分)(A) 稀盐酸水(B) 浓盐酸水(C) 汽油(D) 清水 参考答案：C2. 如果在断裂件的主断面上观察到纤维区、放射区及剪切唇三
7、种断裂特征，则裂纹源区应在_中。(4分)(A) 纤维区(B) 放射区(C) 剪切唇(D) 以上答案都不对 参考答案：A3. 防止构件发生解理断裂，要清除或减少金属材料种的有害物质。对于该铁材料来说，下列有害物质，哪一个的危害最大。_(4分)(A) P(B) O2(C) S(D) N 参考答案：B4. _是指塑性变形起主导作用的一种延性断裂。(4分)(A) 解理断裂(B) 准解理断裂(C) 准脆性解理断裂(D) 微孔型断裂 参考答案：D5. 防止准脆性解理断裂的主要措施是_。(4分) 参考答案：D(A) 细化晶粒(B) 提高钢材的抗低温脆断的能力(C) 提高材料的断裂韧度(D)减小构件中的裂纹尺
8、寸二、多选题1. 防止构建发生解理断裂的措施有_。(4分)(A) 消除或减小构件上的裂纹尺寸(B) 细化晶粒(C) 消除或减少金属材料中的有害物质(D) 采用双相钢代替单一的马氏体组织材料 参考答案：A,B,C,D2. 预防沿晶断裂失效的措施通常有_。(4分)(A) 提高材料的纯洁度，减少有害杂质元素的沿晶界分布(B) 严格控制热加工质量和环境温度，防止过热、过烧及高温氧化(C) 减少晶界与环境因素间的交互作用(D) 降低金属表面的残余拉应力，以及防止局部三向拉应力状态的产生 参考答案：A,B,C,D3. 为了提高材料的断裂韧度，应尽量减少促使微孔形成的内在因素，其措施包括_。(4分)(A)
9、纯化金属减少有害杂质的含量(B) 使有害杂质以固溶状态存在(C) 减小构件中的裂纹尺寸(D) 发挥韧性相的作用 参考答案：A,B,D三、填空题1. 所谓_(1)_ 就是分析各种事件（系统组元的状态变化）之间的逻辑关系，分清正常事件和异常事件（失效事件），再找出失效原因。(4分)(1).参考答案:故障树分析2. 机械产品的失效分析报告通常应包括如下内容：概述；失效事件的调查结果；_(2)_ ；问题讨论；结论与建议。(4分)(1).参考答案:分析结果3. 在潮湿大气中锈蚀的断口，可先用_(3)_ 溶液去除锈蚀氧化物，然后用清水冲洗，再用_(4)_ 冲洗并吹干。(8分)(1).参考答案:稀盐酸水(2
10、).参考答案:无水酒精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。腐蚀产物的去除方法有化学法、_(5)_ 及干剥法等。(4分)(1).参考答案:电化学法5. 断口分析包括_(6)_ 和微观分析两个方面。断口的_(7)_ 是断裂件失效分析的基础。(4(1).参考答案:宏观分析(2).参考答案:宏观分析6. 所谓_(8)_ 就是最先开裂的断裂面。(4分)(1).参考答案:主断面7. 寻找_(9)_ 不仅是断裂宏观分析中最核心的任务，而且是光学显微分析和电子显微分析的基础。(1).参考答案:裂纹源区8. 断口产物的分析又可分为成分分析和_(10)_ 两个方面。(4分)(1).参考答
11、案:相结构分析9. 利用扫描电镜或透射电镜对断口表面或其复型进行观察，解理断裂的微观形貌特征主要有_(11)_ 及解理台阶。(4分)(1).参考答案:河流花样10. 金属零件在应力作用下沿晶粒边界发生分离的现象称为_(12)_ 。(4分)(1).参考答案:沿晶断裂11. 按断口的微观形貌特征，沿晶断裂又可分为两大类，一是_(13)_ ，另一类是沿晶的延性断裂。(1).参考答案:沿晶的正向断裂四、判断题1. 化学腐蚀是指金属与环境介质间发生的带有微电池作用的损伤现象。正确错误 参考答案：错误2. 磨损失效分析的内容主要包括磨损表面形貌分析、磨损亚表层分析、磨屑分析三个方面。(4分)正确错误 参考
12、答案：正确3. 提高金属零件的疲劳抗力是防止零件发生疲劳断裂的根本措施。正确错误 参考答案：正确4. 机械零件因磨损导致尺寸减小和表面状态改变并最终丧失其功能的现象称为磨损。(4分)正确错误 参考答案：错误5. 当相互接触的零件表面有相对运动时，表面的材料粒子由于机械的、物理的和化学的作用而脱离母体，使零件的形状、尺寸或重量发生变化的过程，称之为腐蚀。正确错误 参考答案：错误失效分析(高起专)阶段性作业3一、单选题1. 对于宏观塑性的过载断裂失效来说，裂纹的形成核心在_。(4分)(A) 纤维区(B) 放射区(C) 剪切唇(D) 以上答案都不对 参考答案：A2. 各种蒸汽锤的活塞杆在使用中发生的
13、疲劳断裂属于_。(4分)(A) 弯曲疲劳断裂(B) 扭转疲劳断裂(C) 旋转疲劳断裂(D) 拉压疲劳断裂 参考答案：D3. 金属零件在交变应力和腐蚀介质的共同作用下导致的断裂，称为 _。(4分)(A) 机械疲劳断裂(B) 热疲劳断裂(C) 腐蚀疲劳断裂(D) 振动疲劳断裂 参考答案：C4. 钢中的“白点”属于下列氢致脆断的哪种类型_。(4分)(A) 由环境气氛中的氢在高温下进入金属内部，并夺取钢中的碳形成甲烷，使钢变脆(B) 溶解在金属基体中的氢原子析出，并在金属内部的缺陷处结合分子状态，由此产生的高压，使材料变脆(C) 固溶氢引起的可逆性氢脆(D) 固溶氢引起的氢脆 参考答案：B5. _发生
14、的条件是两种或两种以上具有不同电位的物质在电解质溶液中相接触，从而导致电位更负的物质腐蚀加速。(4分)(A) 点腐蚀(B) 缝隙腐蚀(C) 晶间腐蚀(D) 接触腐蚀 参考答案：D二、多选题1. 下列哪些是冷脆金属低温脆断断口的宏观特征？_(4分) 参考答案：A,B,C,D(A) 断口为结晶状，并有明显的镜面反光现象(B) 断口与正应力轴垂直，断口齐平，附近无缩颈现象，无剪切唇(C) 断口中的反光小平面与晶粒尺寸相当(D)马氏体基高强度材料断口有时呈放射状撕裂棱台阶花样2. 对于由于氢脆导致的断裂失效分析，一个重要的问题就是确定氢的来源，进入金属材料的氢的来源主要有_。(4分)(A) 金属材料基
15、体内残留的氢(B) 金属材料在含氢的高温气氛中加热时，进入金属内部的氢(C) 金属材料在化学及电化学处理过程中，进入金属内部的氢(D) 金属构件在运行过程中，环境也可提供氢 参考答案：A,B,C,D3. 常见的低熔点金属致脆断裂有_。(4分(A) 金属镉致脆断裂(B) 金属焊锡致脆断裂(C) 金属黄铜致脆断裂(D) 金属镍致脆断裂 答案：A,B4. 正断疲劳的特点是_。(4分) 参考答案：B,C,D(A) 疲劳裂纹起源出的应力应变场为平面应力状态(B)疲劳裂纹起源出的应力应变场为平面应变状态(C) 初裂纹所在平面大致上与应力轴相垂直(D)裂纹沿非结晶学平面或不严格地沿着结晶学平面扩展5. 疲劳
16、断口宏观形貌的基本特征有_。(4分)(A) 疲劳弧线(B) 疲劳台阶(C) 疲劳强度(D) 疲劳断口上的光亮区 参考答案：A,C,D6. 下列哪些是回火致脆断裂的特征_。(4分)(A) 断面结构粗糙(B) 断口呈银白色的结晶状(C) 沿奥氏体晶界分离形成的冰糖块状(D) 各种形式的韧窝状形貌 参考答案：A,B,C三、填空题1. 随着温度的降低，发生断裂形式转化及塑脆过渡的金属，称为_(1)_ 。(4分)(1).参考答案:冷脆金属2. 冷脆金属在冷脆转折温度以下发生的脆性断裂称为 _(2)_ 。(4分)(1).参考答案:低温脆断3. 所谓_(3)_ 是指金属材料与某种特殊的环境因素发生交互作用而
17、导致的具有一定环境特征的脆性断裂。(4分)(1).参考答案:环境致脆断裂4. 金属材料在较高的温度（约400500）下长时间工作而引起韧度显著降低的现象称为 _(4)_ 。(1).参考答案:热脆5. 蠕变断裂的类型分为对数蠕变断裂和_(5)_ 。(4分)(1).参考答案:回复蠕变断裂6. 弯曲疲劳又可分为单向弯曲疲劳、双向弯曲疲劳及_(6)_ 三类。(4分)(1).参考答案:旋转弯曲疲劳7. 扭转疲劳断裂的断口形貌，主要有三种类型：正向断裂，切向断裂以及_(7)_ 。(4分)(1).参考答案:混合断裂8. 疲劳辉纹有延性和_(8)_ 两种类型。(4分)(1).参考答案:脆性9. 金属材料由于温
18、度梯度循环引起的热应力循环（或热应变循环），产生的疲劳破坏现象，称为_(9)_ 。(1).参考答案:热疲劳破坏四、判断题1. 通常把由于腐蚀电池的作用而产生的腐蚀称为电偶腐蚀，又称为接触腐蚀或异金属腐蚀。(4分)正确错误 参考答案：正确2. 材料在摩擦力和腐蚀介质共同作用下产生的腐蚀加速破坏现象，称为磨耗腐蚀。(4分)正确错误 参考答案：正确3. 点腐蚀是在电解质中，在金属与金属或金属与非金属表面之间狭窄的缝隙内产生的一种局部腐蚀。(4分)正确错误 参考答案：错误4. 冷隔是存在于铸件表面或表皮下的不连续组织，是由两股未能相互融合的金属液流汇合所形成的不规则线性缺陷。(4分)正确错误 参考答案
19、：正确5. 铸件组织不致密，存在着细小且分散的孔穴称为缩孔。正确错误 参考答案：错误失效分析(高起专)阶段性作业4一、单选题1. 金属零件在交变应力和腐蚀介质的共同作用下导致的断裂，称为_。(4分)(A) 机械疲劳断裂(B) 腐蚀疲劳断裂(C) 热疲劳断裂(D) 振动疲劳断裂 参考答案：B2. _产生的基本条件是液体和工件表面间处于相对的高速运动状态，由于液体的压力分布不均及压力变化较大，而造成机械力和液体介质对金属材料的腐蚀。(4分)(A) 晶间腐蚀(B) 接触腐蚀(C) 空泡腐蚀(D) 磨耗腐蚀 参考答案：C二、多选题1. 空泡腐蚀失效的预防措施有_。(4分)(A) 改进设计，尽量减小流体
20、压差，减少空泡及气穴的形成(B) 提高工件的表面光洁度，以减少空泡和气穴的形成核心(C) 在介质中加入缓蚀剂(D) 选用抗空泡腐蚀的材料 参考答案：A,B,D2. 腐蚀疲劳失效的预防措施有_。(4分)(A) 合理的选用材料(B) 表面处理(C) 合理的结构设计(D) 阴极保护 参考答案：A,B,C3. 应力腐蚀开裂的预防措施有_。(4分)(A) 合理的选用材料和结构设计(B) 消除或减小残余拉应力(C) 控制工艺介质和改善使用、操作条件(D) 采用缓蚀剂、涂层及电化学保护 参考答案：A,B,C,D4. 常见的磨削加工缺陷有_。(4分)(A) 磨削裂纹(B) 表面损伤(C) 表面烧伤与剥皮(D)
21、 表面残余应力 参考答案：A,B,C,D三、填空题1. 当相互接触的零件表面有相对运动时，表面的材料粒子由于机械的、物理的和化学的作用而脱离母体，使零件的形状、尺寸或重量发生变化的过程称之为_(1)_ 。(4分)(1).参考答案:磨损2. 实际中，有六种主要的磨损失效，它们分别是粘着磨损，磨料磨损，疲劳磨损，_(2)_ ，冲蚀磨损和微动磨损。(4分)(1).参考答案:腐蚀磨损3. 提高材料耐磨性的表面处理方法大致上可以分为三类：机械强化及表面淬火， _(3)_ ，和表面镀覆及表面冶金强化。(4分)(1).参考答案:化学热处理4. _(4)_ 是指金属与环境介质间发生的纯化学作用引起的损伤现象。
22、(4分)(1).参考答案:化学腐蚀5. 在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能优先发生腐蚀，使晶粒间的结合力减弱，由此而引起的局部破坏，成为_(5)_ 。(4分)(1).参考答案:晶间腐蚀6. 通常把由于腐蚀电池的作用而产生的腐蚀称为_(6)_ ，又称接触腐蚀或异金属腐蚀。(4分)(1).参考答案:电偶腐蚀7. 材料在摩擦力和腐蚀介质的共同作用下产生的腐蚀加速破坏的现象，称为_(7)_ ，也称为腐蚀磨损。(4分)(1).参考答案:磨耗腐蚀8. 合金在冷凝过程中，由于某些因素导致的化学成分不一致称为_(8)_ 。(4分)(1).参考答案:偏析9. 铸造加工缺陷中，内部不连续缺陷的基本形式是气孔和针孔，_
23、(9)_ 及夹杂物三种。(4分)(1).参考答案:缩孔和缩裂10. 锻件一部分表面金属折入锻件内部，使金属形成重叠层缺陷，称为_(10)_ 。(4分)(1).参考答案:折叠11. _(11)_ 是指罕见在焊接或焊后的退火、存放、装配及使用过程中产生的各种裂纹。(4分)(1).参考答案:焊接裂纹12. 冷裂纹是焊接热应力、淬硬组织应力和_(12)_ 共同作用的结果。(4分)(1).参考答案:机械应力13. 所谓_(13)_ 是材料中的金属元素在加热过程中与氧化性气氛（氧、二氧化碳、水蒸气等）发生作用，形成金属氧化层（氧化皮）的一种现象。(4分)(1).参考答案:氧化14. 所谓_(14)_ 是由
24、于加热温度过高或保温时间过长导致奥氏体晶粒剧烈长大的现象。(4分)(1).参考答案:过热四、判断题1. 所谓脱碳是钢铁材料在加热过程中表层的碳与加热介质中的脱碳气体（氧、氢、二氧化、水蒸汽等）相互作用而烧损的一种现象。(4分)正确错误 参考答案：正确2. 内部纵向裂纹产生的主要原因是毛坯在加热或锻造过程中，由于加热不均或工艺参数不当，其表层金属的变形(如伸长)大于心部金属的变形，而导致心部受拉应力，当拉应力超过材料自身的抗拉强度时，心部将出现横向裂纹。(4分)正确错误 参考答案：错误3. 冷裂纹发生在金属完全凝固之前，在固相线附近的液固共存区，由于收缩受阻而形成的裂纹。(4分)正确错误 参考答
25、案：错误4. 焊接裂纹是指焊件在焊接或焊后的退火、存放、装配，使用过程中产生的各种裂纹，它是焊接缺陷和焊接应力共同作用的结果。(4分)正确错误 参考答案：正确5. 所谓氧化是材料中的金属元素在加热过程中与氧化性气氛(氧、二氧化碳、水蒸气等)发生作用，形成金属氧化物层（氧化皮）的一种现象。(4分) 正确错误 参考答案：正确失效分析(高起专)综合测试1一、填空题1. 在失效分析中，应遵守并能正确应用以下基本原则：_(1)_ 、_(2)_ 、_(3)_ 、_(4)_ 、_(5)_ 。(1).参考答案:整体观念原则(2).参考答案:从现象到本质的原则(3).参考答案:动态原则(4).参考答案:一分为二
26、原则(5).参考答案:纵横交汇原则2. 在工程上，通常按照产品失效后的外部形态将失效分为_(6)_ 、_(7)_ 及_(8)_ 三类，其中_(9)_ 是机械零件失效最常见也是危害最大的一种形式。(4分)(1).参考答案:过量变形(2).参考答案:断裂(3).参考答案:表面损伤(4).参考答案:断裂3. 对于宏观塑性的过载断裂失效来说，其断口上一般可以看到三个特征区：_(10)_ 、_(11)_ 、_(12)_ ，通常称为断口的“三要素”。(3分)(1).参考答案:纤维区(2).参考答案:放射区(3).参考答案:剪切唇4. 腐蚀失效包括电腐蚀失效、_(13)_ 、晶间腐蚀失效、_(14)_ 、空
27、泡腐蚀失效、_(15)_ 、应力腐蚀失效等基本类型。(3分)(1).参考答案:缝隙腐蚀失效(2).参考答案:接触腐蚀失效(3).参考答案:磨耗腐蚀失效5. 疲劳断裂失效的基本形式只有两种，即_(16)_ 及_(17)_ 。(2分)(1).参考答案:由切应力引起的切断疲劳(2).参考答案:由正应力引起的正断疲劳6. 磨损与_(18)_ 、_(19)_ 并称为金属失效的三种形式，其危害是十分惊人的。(2分)(1).参考答案:断裂(2).参考答案:腐蚀二、名词解释1. 失效：各类机电产品的机械零部件、微电子元件和仪器仪表等以及各种金属及其它材料形成的构件（工程上习惯地统称为零件）都具有一定的功能，承
28、担各种各样的工作任务，如承受载荷、传递能量、完成某种规定的动作等。当这些零件失去了它应有的功能时，则称该零件失效。2. 断口分析：用肉眼、低倍放大镜、实体显微镜、电子显微镜、电子探针、俄歇电子能谱、离子探针质谱仪等仪器设备，对断口表面进行观察及分析，以便找出断裂的形貌特征、成分特点及相结构等与致断因素的内在联系3.应力腐蚀开裂：系金属在应力（残余应力、热应力、工作应力等）和腐蚀介质共同作用下，而引起的一种破坏形式。三、问答题1. 工程构件的断裂大都属于混合型断裂，常见的有哪几个方面的原因导致混合型断裂的产生？(10参考答案：有以下几个方面的原因导致混合型断裂的产生：1）应力状态发生变化引起的混
29、合断裂；2）环境因素变化引起的混合断裂；3）材料的成分及组织结构的不均匀性引起的混合断裂。2. 什么是过载断裂？影响过载断裂失效特征的因素有哪些？(10分)参考答案：当工作载荷超过金属构件危险截面所能承受的极限载荷时，构件发生的断裂称为过载断裂。影响过载断裂失效特征的因素有：1）材料性质的影响；2）零件形状与几何尺寸的影响；3）载荷性质的影响；4）环境因素的影响。3. 什么是磨损失效？磨损失效分析的步骤是什么？(10分)参考答案：机械零件因磨损导致尺寸减少和表面状态改变，并最终丧失其功能的现象称为磨损失效。磨损失效分析的步骤：1）现场调查及宏观分析；2）测量磨损失效情况；3）检查润滑情况及润滑
30、剂的质量；4）摩擦副材质的检查；5）进行必要的模拟试验；6）确定磨损机制，分析失效原因，提出改进措施。4. 预防腐蚀失效的一般原则是什么？(10分)参考答案：预防腐蚀失效的一般原则有以下几点：1）正确分析腐蚀失效原因和确定腐蚀失效模式；2）正确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除去；4）隔离腐蚀介质；5）采用电化学保护措施。5. 失效系统工程分析法主要有哪几类？(10分)参考答案：失效系统工程分析法主要以下几种类型：1) 故障树分析法（简称FTA法）；2) 特征因素图分析法；3) 事件时序树分析法（简称ETA法）；4) 故障率预测法；5) 失效模式及后果分析法（简称F
31、MEA法）；6) 模糊数学分析法。6. 简述失效的来源。(10分)参考答案：引起零件早期失效的原因很多，主要的可以归纳为以下几个方面：（1）设计问题（2）材料选择上的缺点（3）加工制造及装配中存在的问题；（4）不合理的服役条件。失效分析(高起专)综合测试2一、填空题1. 根据失效的诱发因素对失效进行分类，可分为_(1)_ 、_(2)_ 、_(3)_ 、_(4)_ 。(1).参考答案:机械力引起的失效(2).参考答案:热应力引起的失效(3).参考答案:摩擦力引起的失效(4).参考答案:活性介质引起的失效2. 所谓“四M”分析法，是指将_(5)_ 、_(6)_ 、_(7)_ 、_(8)_ 作为一个
32、统一的系统进行分析的方法。(4分)(1).参考答案:Man(2).参考答案:Machine(3).参考答案:Media(4).参考答案:Management3. 金属零件发生疲劳断裂的实际原因是多种多样的，归纳起来通常包括结构设计不合理，_(9)_ ，_(10)_ ，_(11)_ 以及载荷频率或方式的变化几个方面。(3分)(1).参考答案:材料选择不当(2).参考答案:加工制造缺陷(3).参考答案:使用环境因素的影响4. 环境致脆断裂包括应力腐蚀开裂、_(12)_ 、_(13)_ 、_(14)_ 及_(15)_ 等。(1).参考答案:氢致断裂(2).参考答案:腐蚀疲劳(3).参考答案:热疲劳(
33、4).参考答案:低熔点金属致脆断裂5. 常见锻造加工缺陷有折叠、_(16)_ 、锻入得氧化皮、流线不顺、_(17)_ 、过热与过烧、_(18) 等。(1).参考答案:分层(2).参考答案:裂纹(3).参考答案:脱碳与增碳。6. 一般说来，在明确了失效分析的总体要求和目标之后，失效分析程序大体上包括：_(19)_ ，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。(1分)(1).参考答案:调查失效事件的现场二、名词解释1.解理断裂：金属材料在一定条件下（如体心立方金属、密排六方金属与合金处于低温、冲击载荷作用）
34、，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面的穿晶断裂。2.失效分析：通常是指对失效产品为寻找失效原因和预防措施所进行的一切技术活动。就是研究失效现象的特征和规律，从而找出失效的模式和原因。3.缝隙腐蚀：是在电解质中（特别是含有卤素离子的介质中），在金属与金属或金属与非金属表面之间狭窄的缝隙内产生的一种局部腐蚀。三、问答题1. 简述疲劳断裂失效的原因及该如何预防？(10分)参考答案：金属零件发生疲劳断裂失效的实际原因是多种多样的，归纳起来通常包括结构设计不合理，材料选择不当，加工制造缺陷，使用环境因素的影响以及载荷频率或方式的变化几个方面。预防疲劳断裂的措施与疲劳断裂发生的原因是相
35、对应的，预防措施为改善构件的结构设计，提高表面精度，尽量减少或消除应力集中作用；提高零件的疲劳抗力。提高金属零件的疲劳抗力是防止零件发生疲劳断裂的根本措施，其基本途径有以下三个方面：1）延缓疲劳裂纹萌生的时间；2）降低疲劳裂纹的扩展速率；3）提高疲劳裂纹门槛值的长度。2. 什么是应力集中、应力集中系数？(10分)参考答案：零件截面有急剧变化处，就会引起局部地区的应力高于受力体的平均应力，这一现象称为应力集中；表示应力集中程度大小的系数称为应力集中系数。3. 金属材料变脆的现象，除材料选用不当外，主要还有哪几种情况？(10分)参考答案：金属材料变脆的现象，除材料选用不当外，主要有以下几种情况：一
36、类时制造过程中由于工艺不正确产生的，如淬火回火钢中的回火脆性，加热过程中过热和过绍，冷却过程中发生的石墨化析出，第二相脆性质点沿晶界析出等；另一类是产品使用中不正确的环境条件使材料变脆，如冷脆金属低温脆断及腐蚀介质的作用等。4. 点腐蚀失效有哪些预防措施？(10分)参考答案：点腐蚀失效的预防措施主要有：1）降低介质中的卤素离子的浓度，特别是氯离子的浓度。同时，要特别注意避免卤素离子的局部浓缩。2）提高介质的流动速度，并经常搅拌介质，使介质中的氧及氧化剂的浓度均匀化。3）在设备停运期间要进行清洗，避免设备处于静止介质的浸泡状态。4）采用阴极保护方法，使金属的电位低于临界点蚀电位。5）选用耐点蚀性
37、能的优良材料。6）对材料进行合理的热处理。7）对机件进行钝化处理，以去除金属表面的夹杂物和污染物。5. 磨损失效的预防措施主要有哪些？(10分)参考答案：磨损失效的预防措施主要有：1）改进结构设计及制造工艺；2）改进使用条件，提高维护质量；3）工艺措施；4）材料选择；5）表面处理。6. 简述失效分析的步骤。(10分)参考答案：失效分析的步骤：1) 现场调查；2) 收集背景资料；3) 技术参量复验；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；7) 撰写失效分析报告失效分析(高起专)综合测试3一、填空题1. 从经济发的观点对失效进行分类，通常可以分为_
38、(1)_ 、_(2)_ 、_(3)_ 、_(4)_ 。(1).参考答案:产品缺陷失效(2).参考答案:误用失效(3).参考答案:受用性失效(4).参考答案:耗损失效2. 磨损失效的内容主要有三个方面：_(5)_ 、_(6)_ 和_(7)_ 。(3分)(1).参考答案:磨损表面形貌分析(2).参考答案:磨损亚表层分析(3).参考答案:磨屑分析3. 能够正确显示材料回火脆性的检验方法有_(8)_ 、_(9)_ 、_(10)_ 、_(11)_ 等。(1).参考答案:室温冲击试验法(2).参考答案:系列冲击试验法(3).参考答案:低温拉伸试验法(4).参考答案:断裂韧度法4. _(12)_ 是机械产品
39、工程事故中较为多见而且危害最大的失效形式。(1分)(1).参考答案:断裂5. 金属构件的主要加工方法有：铸造、_(13)_ 、_(14)_ 、切削加工及_(15)_ 等。(3(1).参考答案:锻压(2).参考答案:焊接(3).参考答案:热处理二、问答题1. “失效”与“事故”的区别是什么？(9分)参考答案：这是两个不同的概念。事故是一种结果，其原因可能是失效引起的，也可能不是失效引起的。同样，失效可能导致事故的发生，但也不一定就导致事故。2. 寻找裂纹源的方法有哪些？(10分)参考答案：有两种：第一种 根据断口全貌寻找，又称裂纹分析法，将断口碎片大致折合起来，但不要使断面相碰，根据下列特点来确
40、定裂纹源位置： 裂纹源方向总是与裂纹分叉方向相反如果一条裂纹与另一条裂纹垂直相交成丁字形，则裂纹源在横着的一条裂纹上 在结构件的碎片中，变形、缩颈、弯曲或其他塑性变形最小的部位，最可能包含裂纹源 在碎片拼合起来后，碎片之间配合不好，间隙最大的地方为裂纹源；第二种 根据断口宏观特征寻找裂纹源 可根据： 放射花样的放射中心指向裂纹源人字纹顶点指向裂纹源 纤维区中心为裂纹源点 从剪切唇的对侧寻找裂纹源 在构件表面缺口处寻找裂纹源 疲劳断裂的源点在同心圆处 应力腐蚀裂纹源在表面腐蚀产物集中处，氢脆断裂裂纹源在表层下面3. 为什么要对断口做微观分析？(9分)参考答案：断裂件的断口经宏观分析之后，对断裂的
41、性质、类型及断裂原因等问题已有所了解。但对于许多断裂问题，特别是在特殊环境条件下发生的断裂，仅限于宏观分析还是不够的。其原因是：一方面是由于断口的某些产物需要搞清楚才能确定断裂原因，另一方面宏观断口形貌尚不能完全揭示出断裂的微观机制及其他细节。因此，为了进一步搞清楚这些问题，尚需对断口作微观分析。其内容主要包括断口的产物分析及形貌分析两个方面。4. 利用宏观断口分析可进行什么工作？(9分)参考答案：断口的宏观分析，能够了解断裂的全过程，有助于确定断裂过程和构件几何结构间的关系，并有助于确定断裂过程和断裂应力间的关系 任务：判定断口的特征形貌（划分几个性质不同的区域）、脆断还是韧断，并可确定断裂
42、源区的位置、数量及裂纹扩展方向以及可能破坏的原因等5. 腐蚀失效分析的步骤是什么？(10分)答： 1）详细勘察事故现场；2）腐蚀形貌的宏观分析；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现性试验；7）综合讨论及总结。6. 说说应力腐蚀开裂的基本条件，如何做应力腐蚀开裂的失效分析？(10分)参考答案：通常应力腐蚀开裂的基本条件是：弱的腐蚀介质、不大的拉应力和特定的金属材料构成的特定的腐蚀系统。应力腐蚀开裂的失效分析分以下几步：（1）详细了解材料的生产过程与处理工艺，掌握材料的成分、组织状态以及杂质（夹杂物）含量与分布。（2）详细了解设备或部件的结构特
43、点，加工、制造、装配过程。（3）详细了解设备或部件使用环境特点，如介质类、使用温度等。（4）断口和裂纹形态的宏观、微观分析，确定断裂的特征。（5）必要时，可在实际使用条件下进行重复试验或在实验室内进行模拟现场产生应力腐蚀破裂的条件（介质、应力、温度等），也可采用能够于是实际条件下应力腐蚀破裂趋势的加速试验方法，对所出现的应力腐蚀开裂加以验证和模拟，从而最后确定金属构件或部件应力腐蚀开裂的性质、产生条件和主要原因。7. 疲劳断裂失效类型常见的有那些？(9分)参考答案：1）机械疲劳断裂a)高周疲劳断裂；b)低周疲劳断裂；c)振动疲劳断裂d)接触疲劳2）腐蚀疲劳断裂3）热疲劳断裂失效8. 简述失效分
44、析的意义。(9分)参考答案：失效分析的意义包含以下几个方面：（1）失效分析有巨大的社会经济效益，主要表现在：（a）失效将造成巨大的经济损失；（b）质量低劣、寿命短导致重大经济损失；（c）提高设备运行和使用的安全性（2）失效分析有助于提高管理水平和促进产品质量提高（3）失效分析有助于分清责任和保护用户（生产者）的利益（4）失效分析是修订产品技术规范及标准的依据（5）失效分析对材料科学于工程起促进作用。9. 简述铸造加工缺陷对失效行为的影响。(10分)参考答案：铸造缺陷破坏了铸件金属表面及内部的连续性，往往成为应力集中源和断裂源，直接导致铸件在使用过程中失效。同时，使铸件组织致密性变差，降低了铸件的强度、韧性和抗蚀性，而铸造应力的存在，会促使裂纹扩展，性能更加降低而导致铸件失效。
