金属材料失效分析
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1.2 材料失效分析的程序

材料失效分析应按照一定的工作程序进行,主要是保证失效分析的有效性。失效分析过程中的具体细节应根据案例的具体情况,详细制定失效分析计划,这样能够更客观、更准确、更有效地完成案例的分析。笔者结合多年的工作经验制定了一个失效分析的程序,供参考,如图1.2所示。

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图1.2 材料失效分析的基本程序

从图1.2可以分析得到材料失效分析涉及的部门较多,研究的内容较多,考虑的细节较多。

(1)保护材料失效现场

保护材料失效现场是很重要的程序,与刑事案件的现场保护一样,要维持材料失效现场的原状,包括大小、形状、表面痕迹、断口形貌污染度、零件的使用环境等条件。

(2)勘测现场、收集材料

这一程序主要是对失效现场的条件进行宏观观察,同时收集背景材料。勘测现场形式主要包括:勘测现场的摄影、录音、录像、绘图和文字描述等。勘测内容一般有失效零件的碎片尺寸、大小、形状,失效零件表面的痕迹、残留物、杂物、断口形状、腐蚀程度、氧化物、变形程度以及散落在失效零件周围的粉末和磨屑,失效零件的部分结构和制造特征,失效零件周围的景物、温度分布、湿度分布、大气环境、水质环境等,有关人员的陈述和佐证等。收集的材料主要是失效零件的类型、制造商、生产日期、出厂批号、安装工艺及地点、操作人员、维修人员、运行记录、操作规程、安全操作等,失效零件的使用说明书、检验记录、维修记录、质量控制记录以及合同,有关的标准、法规以及参考文献等。

(3)制定失效分析计划

失效分析计划是完成失效分析工作的依据,是顺利开展失效分析工作的重要保障。通常情况下,失效案例的分析均要制定相应的分析计划,应根据案例的具体情况,结合多方面人员的意见,综合考虑制定。制定失效分析计划要留有一定的空间,以备个别案例发现意外现象时采取及时的补救措施。

(4)执行失效分析计划

失效分析计划的执行是完成失效分析工作的重中之重,执行的好坏直接决定分析的科学性和合理性,故一定要严格按照计划执行,有详细的实施记录,并随时对记录进行分析。失效分析不同于科研实验结果的处理,一般要求在较短时间内给出合理的结果,所以,需注意不要出错,保证质量;一般失效分析问题都涉及法律问题,所以,应该建立严格的责任制度,谁做谁负责,谁审核谁负责;分析的试样应直接来源于失效的原物,不能用其他来源的零件样品代替;失效分析是认识客观世界的一种活动,工作人员应从思想上高度重视,以事实为依据,以法律为准绳,从客观事实出发,尊重科学规律,不能有个人主义。

(5)综合分析评定结果

失效工作人员一定要对以上各程序结果进行综合分析,要经过多方面的讨论、座谈、研讨,建立自己的逻辑分析图。通常情况下,一个失效分析案例存在多种可能的失效原因,应该努力分清原因,并得到主次之分,同时将讨论、座谈、研讨的工作记录进行存档,已备后用。

(6)研究机理、给出预防措施

研究机理、给出预防措施这个工作是失效分析整个工作中最重要的一个环节。失效分析不仅仅是给出零件失效的原因,更应该给出预防零件失效的措施。这是对相关失效分析研究工作的有效补充,也是预防零件再发生类似故障最直接的方法,甚至是防止重大机械事故的有效措施。

(7)撰写失效分析报告

失效分析报告没有固定的格式,但文字一定要简练、明了、清晰,内容一般包括:题目、背景、分析过程、分析结果、补救措施或建议、附件(规范、标准、原始记录、图片等)、分析人员和审核人员签字、日期。有的报告还包括到现场的人员及签名。

(8)评审、提出、反馈失效分析报告

这阶段工作涉及的部门较多,主要是对失效分析报告的最终评定。在失效分析过程中,若发现新的失效机理或现象,工作人员可以对其进行总结,并在相关学术期刊上进行发表,分享科学结果。