金屬材料失效是指金屬零部件喪失其原有功能,包括斷裂、腐蝕、磨損、變形，內(nèi)部組織變異，退化等情況導(dǎo)致喪失其功能，或喪失基本功能，不能確保安全及可靠性.
失效分析是用一些材料外部或內(nèi)部特征對(duì)失效原因進(jìn)行推理驗(yàn)證的綜合性分析過程,其涉及到宏觀微觀形貌分析、金相組織分析、成分分析、力學(xué)及硬度測(cè)試,甚至無損等多種檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合原材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱處理及使用環(huán)境等綜合信息，對(duì)失效結(jié)果進(jìn)行全面系統(tǒng)性的分析，最終歸納和推斷引起失效的主要原因。
關(guān)于金屬材料的失效分析流程，主要思路如下:
一、保護(hù)失效現(xiàn)場(chǎng)：
維護(hù)失效零件和設(shè)備的失效原狀，尤其是對(duì)斷口不能使其受到碰傷和腐蝕。
二、調(diào)查研究
(一)了解失效件名稱、型號(hào)、制造工藝、工作年限、使用環(huán)境等。
(二)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查：
?、?了解發(fā)生失效的時(shí)間、地點(diǎn)、周圍環(huán)境及失效經(jīng)過;
② 觀察失效件的破壞程度、并做記錄和照相;
?、?觀察失效件周圍的金屬屑、氧化皮等一切可疑雜物，并取樣;
④ 失效件周圍環(huán)境、溫度、濕度、氣氛、水質(zhì)等;
?、?調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)目擊者的證詞;
⑥ 對(duì)失效件作宏觀分析，選擇供實(shí)驗(yàn)室分析用的試樣。
(三)收集失效件的背景資料，包括使用記錄、運(yùn)轉(zhuǎn)情況、維修情況等。
三、失效件測(cè)試和分析
(一)宏觀分析
1.觀察整套裝置或整個(gè)部件，了解失效零件的作用;
2.初步確定失效形式，如韌性、脆性、疲勞、腐蝕或磨損;
3.根據(jù)斷口形貌確定裂源位置;
4.根據(jù)斷裂特征推測(cè)加載方式;
5.根據(jù)斷裂特征判斷是否由缺陷引起;
6.根據(jù)斷口形貌初步確定環(huán)境介質(zhì)影響;
(二)裂紋源識(shí)別
1.碎塊拼湊法：“差先好后”;
2.T形法：橫貫裂紋頭部;
3.人字形法：“人”字頭部;
4.放射狀條紋標(biāo)記法：會(huì)聚點(diǎn);
5.最小應(yīng)變法：變形小處;
6.剪切唇法：剪切唇對(duì)面。
(三)取樣：失效位置處及遠(yuǎn)離失效位置處(對(duì)比樣)注意不能破壞斷口，不能使樣品組織和性能受到切割熱的影響。
(四)金相檢驗(yàn)：包括宏觀檢驗(yàn)和微觀檢驗(yàn)，檢查是否有宏觀缺陷、組織特征是否符合加工工藝、裂紋特征、裂紋兩側(cè)組織、非金屬夾雜等。
(五)斷口微觀形貌分析：各類顯微斷口形貌的出現(xiàn)基本上對(duì)應(yīng)一定的內(nèi)部和外部條件，通過斷口形貌，追溯斷裂時(shí)所處條件，從而確定斷裂機(jī)制和斷裂原因。
(六)化學(xué)成分分析：檢查是否用材錯(cuò)誤，還可進(jìn)行微區(qū)分析檢查特征形貌物質(zhì)化學(xué)成分。
(七)分析具體情況：無損探傷、應(yīng)力測(cè)定、力學(xué)性能等。
(八)模擬試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)只能模擬一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)，如腐蝕試驗(yàn)。
四、綜合評(píng)定分析結(jié)果
根據(jù)調(diào)查材料，試驗(yàn)結(jié)果作綜合分析，確定失效原因，做出準(zhǔn)確的分析結(jié)論，提出補(bǔ)救和預(yù)防措施，
五、提供失效分析報(bào)告
一般無固定格式，但應(yīng)包括以下內(nèi)容：題目，任務(wù)來源、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況及證據(jù)材料、各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果、分析結(jié)論、補(bǔ)救措施、預(yù)防措施和建議、失效分析工作負(fù)責(zé)單位及分析人員、完成日期等。
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