从宏观到微观
从宏观到微观主要针对断裂部位而言。先观察裂纹的侧面形貌,从宏观上观察裂纹的形态及裂纹出现的位置,初步判断裂纹的走向。其次观察裂纹的表面形貌,从裂纹的宏观表面形貌基本可以判断裂纹的断裂形式及裂纹源,是疲劳断裂还是过载断裂,是沿晶断裂还是穿晶断裂等等。宏观检测完成后再有针对性的取样进行微观检测,微观检测包括微观形貌分析和微区化学成分分析。通过微观分析进一步确认裂纹的表面形貌及可能的裂纹形成及开裂原因。
失效分析是对已失效器件进行的一种事后检查。使用电测试以及的物理、金相和化学的分析技术,验证所报告的失效,确定其失效模式,找出失效机理。得出相应结论,确定失效的原因或相应关系,或者在生产工艺、器件设计、试验或应用方面采取纠正措施,以消除失效模式或机理产生的原因,防止其重新出现。失效分析对产品的生产和使用都具有重要的意义。
2.失效模式及机理
失效模式:失效的外在表现形式,不需要深入说明其物理原因,易于记录和报告。
如:焊接不良、开路、短路、表面异物、、氧化腐蚀、电化学迁移、起泡等。
失效机理:导致失效发生的物理化学变化过程和对这一过程的解释。
v失效:产品失去规定的功能。
v失效分析:为确定和分析失效器件的失效模式,失效机理,失效原因和失效性质而对产品所做的分析和检查。
v失效模式:失效的表现形式。
v失效机理:导致器件失效的物理,化学变化过程。
v失效原因:导致发生失效的直接原因,它包括设计,制造,使用和管理等方面的问题。
v失效分析的目的:失效分析是对失效器件的事后检查,通过失效分析可以验证器件是否失效,识别失效模式,确定失效机理和失效原因,根据失效分析结论提出相应对策,它包括器件生产工艺,设计,材料,使用和管理等方面的有关改进,以便消除失效分析报告中所涉及到的失效模式或机理,防止类似失效的再次发生。
失效分析
失效分析是一门发展中的学科,近年开始从向普通企业普及,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。
中国船舶重工集团公司第725研究所检测服务平台
某载货汽车在实际使用过程中发生了油箱拉带断裂的现象,从而造成油箱脱落,导致严重的车毁人亡交通事故。
利用技术对油箱拉带的断口进行金相分析和宏观断口形貌分析,并结合油箱拉带的制造技术要求,从而得出油箱拉带断裂的原因。油箱拉带在制造过程中经剪切而成,其吊耳处边缘部位粗糙且存有微裂纹,再加上厚度达不到要求,强度明显降低,不断承受作用力使裂纹逐渐扩展导致拉带断裂,油箱拉带断裂属产品制造质量缺陷所致。
通过断口的形态分析去研究一些断裂的基本问题:如断裂起因、断裂性质、断裂方式、断裂机制、断裂韧性、断裂过程的应力状态以及裂纹扩展速率等。如果要求深入地研究材料的冶金因素和环境因素对断裂过程的影响,通常还要进行断口表面的微区成分分析、主体分析、结晶学分析和断口的应力与应变分析等。
随着断裂学科的发展,断口分析同断裂力学等所研究的问题更加密切相关,互相渗透,互相配合;断口分析的实验技术和分析问题的深度将会取得新的发展。断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。