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内容简介

　　《机械零件缺陷、失效分析与实例》通过大量实例，结合金相照片，详细介绍了机械零件由于设计不当；材料缺陷；铸造、锻造、焊接、热处理、冷加工等工艺不当以及安装和使用不当而造成的零件失效的缺陷分析和处理对策。
　　《机械零件缺陷、失效分析与实例》适宜从事冶金、材料、机械等专业的质量控制和失效分析的人员使用。

目录

第1章 设计不当引起的失效
1.1 常见的设计不合理因素
1.1.1 几何形状
1.1.2 对零件制造应力认识不足，设计结构不合理
1.1.3 设计硬度要求不合理
1.1.4 选材和状态要求不合理
1.2 设计不当引起的失效案例
1.2.1 计量泵失效分析
1.2.2 齿轮端面开裂失效分析
1.2.3 液压泵斜盘失效分析
1.2.4 齿轮泵齿轮与轴咬合失效分析
1.2.5 齿轮泵主动齿轮轴折断分析
1.2.6 配油盘压印模冲头失效分析
1.2.7 传动轴断裂失效分析
1.2.8 F3主减速箱大齿轮失效分析
1.2.9 提升机构制动器轴断裂分析

第2章 材料缺陷与失效
2.1 常见的材料缺陷
2.1.1 疏松
2.1.2 锭形偏析（也称方形偏析）
2.1.3 点状偏析（又称斑点状偏析）
2.1.4 皮下气泡
2.1.5 残余缩孔（又称缩尾）
2.1.6 翻皮
2.1.7 轴心晶间裂缝
2.1.8 非金属夹杂物
2.1.9 白点
2.1.1 0异金属夹杂
2.1.1 1成分不均匀和轴心碳偏析
2.1.1 2表面腐蚀
2.2 材料缺陷引起的失效案例
2.2.1 双头螺柱断裂分析
2.2.2 托轮轴断裂失效分析
2.2.3 接骨板断裂失效分析
2.2.4 六角锁紧螺栓断裂分析
2.2.5 连接螺栓失效分析
2.2.6 A14传动轴淬火开裂分析
2.2.7 GIS气管连接螺母失效分析
2.2.8 大齿轮组装开裂原因分析
2.2.9 球磨机变速箱输出轴断裂分析
2.2.10 离合器膜片弹簧断裂分析
2.2.11 解吸塔再沸器上管板失效分析
2.2.12 二米辗压机锥辊轴断裂分析
2.2.13 摩托车齿轮失效分析
2.2.14 前轮毂压铸模失效分析
2.2.15 材质对压铸模具失效和使用寿命的影响

第3章 铸造缺陷与失效
3.1 常见的铸造缺陷及其影响
3.1.1 缩孔和缩松（疏松）
3.1.2 白口和反白口
3.1.3 球墨铸铁球化不良与衰退
3.1.4 夹渣（夹杂）
3.1.5 石墨漂浮（开花状石墨）
3.1.6 偏析碳化物与磷共晶的影响
3.1.7 铁素体形态和数量
3.1.8 铸造裂纹
3.1.9 灰铸铁件中常见的不良石墨形态
3.2 铸造缺陷引起的失效案例
3.2.1 航空液压泵斜盘断裂分析
3.2.2 柴油机汽缸套的咬合损伤失效分析
3.2.3 隔离开关拐臂断裂失效分析
3.2.4 柴油机曲轴断裂失效分析
3.2.5 转子与柱塞卡死问题的分析

第4章 锻造缺陷与失效分析
4.1 锻造缺陷的常见形式
4.1.1 过热和过烧
4.1.2 锻造裂纹
4.1.3 锻造折叠
4.1.4 热脆和铜脆
4.1.5 低合金钢高温内氧化
4.1.6 锻后退火不充分
4.1.7 锻造白点
4.1.8 锻造流线缺陷
4.2 锻造缺陷案例
4.2.1 大型输出轴齿轮开裂分析
4.2.2 航空液压泵斜盘断裂失效分析
4.2.3 内齿轮淬火断裂分析

第5章 焊接缺陷与失效
5.1 常见的焊接缺陷
5.1.1 焊接裂纹
5.1.2 焊缝中夹渣与气孔
5.1.3 未焊透和未熔合
5.1.4 咬边
5.1.5 焊接预热不当形成的缺陷
5.1.6 钎焊缺陷
5.1.7 接触焊（点焊、滚焊）常见缺陷
5.1.8 摩擦焊的缺陷与失效
5.2 奥氏体钢焊接件的晶间腐蚀破坏
5.2.1 晶间腐蚀
5.2.2 刀状腐蚀
5.2.3 应力腐蚀
5.3 焊接缺陷引起的失效案例
5.3.1 汽车转向器断裂失效分析
5.3.2 水环真空泵叶片断裂分析
5.3.3 开关铝筒失效分析
5.3.4 闸阀焊接件断裂分析
5.3.5 摆臂支撑板断裂分析
5.3.6 供热管道开裂失效分析
5.3.7 污水泵叶片断裂分析
5.3.8 汽车驱动桥壳带套管断裂分析

第6章 热处理缺陷与失效
6.1 常见的热处理缺陷
6.1.1 淬火裂纹
6.1.2 回火裂纹
6.1.3 钢的表层脱碳
6.1.4 校正裂纹
6.1.5 渗碳、碳氮共渗缺陷
6.1.6 渗氮缺陷
6.1.7 氮碳共渗（软氮化）缺陷
6.2 热处理缺陷引起的失效实例
6.2.1 摩托车100124��1骨架开裂分析
6.2.2 柱塞帽组装收口开裂
6.2.3 铰盘车传动轴齿部断裂分析
6.2.4 电机主轴断裂失效分析
6.2.5 太阳轮失效分析
6.2.6 风力发电机高速轴失效分析
6.2.7 真空泵驱动接头断裂分析
6.2.8 机油泵主动齿轮断齿原因分析

第7章 冷加工成形缺陷与失效
7.1 常见的磨削缺陷
7.1.1 磨削烧伤及其特征
7.1.2 磨削裂纹
7.1.3 磨削应力的形成
7.1.4 影响磨削烧伤和磨削裂纹的因素
7.2 切削加工缺陷与失效
7.3 电火花线切割加工缺陷与失效
7.3.1 变质层组织与缺陷
7.3.2 线切割变形与开裂
7.4 冷镦缺陷与失效
7.4.1 冷镦硬化
7.4.2 冷镦折叠
7.4.3 冷镦螺栓头部断裂
7.4.4 十字槽和内六角螺钉掉头
7.5 滚丝不当产生的缺陷与失效
7.6 冲、挤和拉伸成形缺陷
7.7 其它加工缺陷与失效
7.7.1 剪切缺陷
7.7.2 加工毛刺与失效
7.7.3 电解加工的缺陷
7.7.4 机械损伤与变形
7.7.5 电镀氢脆断裂
7.8 冷加工不当引起的失效
7.8.1 FD齿轮失效分析
7.8.2 齿轮轴齿面裂纹分析
7.8.3 镀锌水管断裂分析
7.8.4 ZD514和ZD414电机轴断裂分析
7.8.5 输入齿轮轴断裂失效分析
7.8.6 收缩盘外环断裂分析
7.8.7 低温过热器管裂纹分析
7.8.8 铰盘车YTJ12提升机构失效分析
7.8.9 75kW齿轮变速箱中间轴断裂分析
7.8.10 汽车发动机曲轴断裂失效分析
7.8.11 双头螺栓断裂分析
7.8.12 低速级齿轮断裂分析
7.8.13 电力中温再热器冷却管爆管分析
7.8.14 拨叉锻模断裂失效
7.8.15 滚丝轮崩齿问题的分析
7.8.16 显像管包箍断裂失效分析
7.8.17 同轴泵齿轮轴断裂分析

第8章 安装、使用和维护不当引起的失效
8.1 安装不当
8.1.1 安装紧度控制不妥
8.1.2 安装清洁度的影响
8.1.3 安装零件的混错
8.1.4 安装中心距偏差与受力不均
8.1.5 安装零位表面损伤
8.2 使用不当
8.2.1 过载断裂
8.2.2 操作不当
8.3 使用、维修和保养
8.4 环境介质影响
8.4.1 温度的影响
8.4.2 气氛与介质
8.4.3 管道的爆裂与应力腐蚀
8.5 管理不当
8.6 安装、使用和维护不当引起的失效案例
8.6.1 一段预热管渗漏事故分析
8.6.2 变速箱齿轮失效分析
8.6.3 汽车发动机曲轴断裂分析
8.6.4 主动锥齿轮崩齿失效分析
8.6.5 齿轮轴齿磨损分析
8.6.6 汽轮机第十二级动叶片开裂分析
8.6.7 涡轮盘裂纹分析
8.6.8 凝结水泵筒体连接螺栓断裂失效分析
8.6.9 变速箱齿轮轴断裂分析
参考文献

前言/序言

　　随着科学技术和工业生产的迅速发展，人们对机械零部件的质量要求也越来越高。材料质量和零部件的精度虽得到很大的提高，但各行业中使用的机械零部件的早期失效仍时有发生。通过失效分析，找出失效原因，提出有效改进措施以防止类似失效事故的重复发生，从而保证工程的安全运行是必不可少的。
　　经长期失效分析，笔者深感缺陷分析是失效分析的重要基础之一。一般失效分析常以脆性断裂、疲劳断裂、塑性断裂、蠕变断裂和剥落、腐蚀、磨损等失效模式来描述失效形式，但不是失效的原因。造成结构失效的根本原因往往是材料或零部件制造过程遗留的各种缺陷或设计考虑不周、安装与使用不当、使用环境等因素引起应力集中、受力状态的改变及表面损伤导致零部件的变形与裂纹的形成或多种因素综合的结果。
　　本书是笔者在长期从事金相检测和失效分析、生产实践经验积累和收集相关资料的基础上编写而成。全书共分八章，第1章为设计不当引起的失效，第2章为金属材料缺陷与失效，第3章至第6章为铸造、锻造、焊接和热处理生产过程中形成的缺陷与由此引起的失效，第7章为冷加工缺陷与失效，第8章为安装和使用不当引起的失效。各章分别介绍了材料和制造过程中常见的各种缺陷与设计、管理和使用不当导致零部件的早期失效。突出了各种缺陷的形成、特征及其危害和失效分析中的断口、组织形貌，并附有各类缺陷引起的失效案例。
　　本书内容翔实，图文并茂，可供机械、冶金、航空、电力、汽车、轻工等企业和技术部门的金相检测、铸造、热处理、锻造、焊接和设计等与失效分析人员使用，也可供高等院校相关专业师生参考。
　　本书编写过程中得到了江苏省机械研究设计院等单位和王建怀高级工程师的帮助和支持，引用了一些单位和学者发表的科技资料和技术标准，在此一并表示衷心感谢。
　　由于水平有限，书中不足之处，敬请读者赐教和指正。
　　编著者
　　2012年10月
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