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第1章 设计不当引起的失效1

1.1常见的设计不合理因素1

1.1.1几何形状1

1.1.2对零件制造应力认识不足，设计结构不合理3

1.1.3设计硬度要求不合理6

1.1.4选材和状态要求不合理10

1.2设计不当引起的失效案例16

1.2.1计量泵失效分析16

1.2.2齿轮端面开裂失效分析19

1.2.3液压泵斜盘失效分析22

1.2.4齿轮泵齿轮与轴咬合失效分析25

1.2.5齿轮泵主动齿轮轴折断分析27

1.2.6配油盘压印模冲头失效分析30

1.2.7传动轴断裂失效分析33

1.2.8 F3主减速箱大齿轮失效分析37

1.2.9提升机构制动器轴断裂分析42

第2章 材料缺陷与失效45

2.1常见的材料缺陷45

2.1.1疏松45

2.1.2锭形偏析（也称方形偏析）46

2.1.3点状偏析（又称斑点状偏析）47

2.1.4皮下气泡47

2.1.5残余缩孔（又称缩尾）47

2.1.6翻皮49

2.1.7轴心晶间裂缝51

2.1.8非金属夹杂物52

2.1.9白点61

2.1.10异金属夹杂63

2.1.11成分不均匀和轴心碳偏析63

2.1.12表面腐蚀67

2.2材料缺陷引起的失效案例68

2.2.1双头螺柱断裂分析68

2.2.2托轮轴断裂失效分析71

2.2.3接骨板断裂失效分析75

2.2.4六角锁紧螺栓断裂分析79

2.2.5连接螺栓失效分析83

2.2.6 A14传动轴淬火开裂分析87

2.2.7 GIS气管连接螺母失效分析91

2.2.8大齿轮组装开裂原因分析94

2.2.9球磨机变速箱输出轴断裂分析98

2.2.10离合器膜片弹簧断裂分析102

2.2.11解吸塔再沸器上管板失效分析105

2.2.12二米辗压机锥辊轴断裂分析110

2.2.13摩托车齿轮失效分析115

2.2.14前轮毂压铸模失效分析117

2.2.15材质对压铸模具失效和使用寿命的影响120

第3章 铸造缺陷与失效131

3.1常见的铸造缺陷及其影响131

3.1.1缩孔和缩松（疏松）131

3.1.2白口和反白口134

3.1.3球墨铸铁球化不良与衰退135

3.1.4夹渣（夹杂）136

3.1.5石墨漂浮（开花状石墨）140

3.1.6偏析碳化物与磷共晶的影响142

3.1.7铁素体形态和数量143

3.1.8铸造裂纹146

3.1.9灰铸铁件中常见的不良石墨形态146

3.2铸造缺陷引起的失效案例148

3.2.1航空液压泵斜盘断裂分析148

3.2.2柴油机汽缸套的咬合损伤失效分析150

3.2.3隔离开关拐臂断裂失效分析153

3.2.4柴油机曲轴断裂失效分析156

3.2.5转子与柱塞卡死问题的分析159

第4章 锻造缺陷与失效分析164

4.1锻造缺陷的常见形式164

4.1.1过热和过烧164

4.1.2锻造裂纹168

4.1.3锻造折叠173

4.1.4热脆和铜脆177

4.1.5低合金钢高温内氧化177

4.1.6锻后退火不充分178

4.1.7锻造白点179

4.1.8锻造流线缺陷179

4.2锻造缺陷案例180

4.2.1大型输出轴齿轮开裂分析180

4.2.2航空液压泵斜盘断裂失效分析184

4.2.3内齿轮淬火断裂分析189

第5章 焊接缺陷与失效192

5.1常见的焊接缺陷192

5.1.1焊接裂纹192

5.1.2焊缝中夹渣与气孔204

5.1.3未焊透和未熔合207

5.1.4咬边209

5.1.5焊接预热不当形成的缺陷209

5.1.6钎焊缺陷213

5.1.7接触焊（点焊、滚焊）常见缺陷215

5.1.8摩擦焊的缺陷与失效219

5.2奥氏体钢焊接件的晶间腐蚀破坏221

5.2.1晶间腐蚀221

5.2.2刀状腐蚀222

5.2.3应力腐蚀222

5.3焊接缺陷引起的失效案例223

5.3.1汽车转向器断裂失效分析223

5.3.2水环真空泵叶片断裂分析225

5.3.3开关铝筒失效分析230

5.3.4闸阀焊接件断裂分析233

5.3.5摆臂支撑板断裂分析236

5.3.6供热管道开裂失效分析238

5.3.7污水泵叶片断裂分析241

5.3.8汽车驱动桥壳带套管断裂分析245

第六章 热处理缺陷与失效249

6.1常见的热处理缺陷249

6.1.1淬火裂纹249

6.1.2回火裂纹263

6.1.3钢的表层脱碳263

6.1.4校正裂纹264

6.1.5渗碳、碳氮共渗缺陷265

6.1.6渗氮缺陷277

6.1.7氮碳共渗（软氮化）缺陷282

6.2热处理缺陷引起的失效实例284

6.2.1摩托车100124-1骨架开裂分析284

6.2.2柱塞帽组装收口开裂286

6.2.3铰盘车传动轴齿部断裂分析287

6.2.4电机主轴断裂失效分析291

6.2.5太阳轮失效分析294

6.2.6风力发电机高速轴失效分析297

6.2.7真空泵驱动接头断裂分析301

6.2.8机油泵主动齿轮断齿原因分析304

第7章冷加工成形缺陷与失效309

7.1常见的磨削缺陷309

7.1.1磨削烧伤及其特征309

7.1.2磨削裂纹311

7.1.3磨削应力的形成313

7.1.4影响磨削烧伤和磨削裂纹的因素314

7.2切削加工缺陷与失效323

7.3电火花线切割加工缺陷与失效327

7.3.1变质层组织与缺陷328

7.3.2线切割变形与开裂329

7.4冷镦缺陷与失效330

7.4.1冷镦硬化330

7.4.2冷镦折叠331

7.4.3冷镦螺栓头部断裂331

7.4.4十字槽和内六角螺钉掉头332

7.5滚丝不当产生的缺陷与失效333

7.6冲、挤和拉伸成形缺陷337

7.7其它加工缺陷与失效339

7.7.1剪切缺陷339

7.7.2加工毛刺与失效342

7.7.3电解加工的缺陷344

7.7.4机械损伤与变形345

7.7.5电镀氢脆断裂350

7.8冷加工不当引起的失效352

7.8.1 FD齿轮失效分析352

7.8.2齿轮轴齿面裂纹分析355

7.8.3镀锌水管断裂分析358

7.8.4 ZD51-4和ZD41-4电机轴断裂分析361

7.8.5输入齿轮轴断裂失效分析365

7.8.6收缩盘外环断裂分析368

7.8.7低温过热器管裂纹分析373

7.8.8铰盘车YTJ 12提升机构失效分析378

7.8.9 75kW齿轮变速箱中间轴断裂分析383

7.8.10汽车发动机曲轴断裂失效分析386

7.8.11双头螺栓断裂分析390

7.8.12低速级齿轮断裂分析393

7.8.13电力中温再热器冷却管爆管分析396

7.8.14拨叉锻模断裂失效399

7.8.15滚丝轮崩齿问题的分析402

7.8.16显像管包箍断裂失效分析405

7.8.17同轴泵齿轮轴断裂分析409

第8章 安装、使用和维护不当引起的失效413

8.1安装不当413

8.1.1安装紧度控制不妥413

8.1.2安装清洁度的影响416

8.1.3安装零件的混错419

8.1.4安装中心距偏差与受力不均419

8.1.5安装零位表面损伤422

8.2使用不当425

8.2.1过载断裂425

8.2.2操作不当426

8.3使用、维修和保养430

8.4环境介质影响433

8.4.1温度的影响433

8.4.2气氛与介质434

8.4.3管道的爆裂与应力腐蚀439

8.5管理不当449

8.6安装、使用和维护不当引起的失效案例451

8.6.1一段预热管渗漏事故分析451

8.6.2变速箱齿轮失效分析454

8.6.3汽车发动机曲轴断裂分析458

8.6.4主动锥齿轮崩齿失效分析460

8.6.5齿轮轴齿磨损分析463

8.6.6汽轮机第十二级动叶片开裂分析465

8.6.7涡轮盘裂纹分析469

8.6.8凝结水泵筒体连接螺栓断裂失效分析472

8.6.9变速箱齿轮轴断裂分析476

参考文献479