复旦大学材料失效分析ppt

材料失效分析Failure Analysis of Materials 主讲教师杨振国主讲教师：

单位：材料科学系

办公室：先进材料楼407室

联系方式：zgyang@http://doc.guandang.net

65642523（O）

复旦大学材料科学系2013.9

课程基本信息教学团队：杨振国、方晓生、蒋益明、江素华课程类型：通识课程公选修课（36学时）课程代码：MATE130025.01

课程内容：理论(18学时) + 应用(18学时)

课程网址：http://doc.guandang.net/s/348/t/710/成绩评定：平时成绩平时成绩+ 读书报告+ PPT介绍

(30％) (30％) （40%）

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第一章材料失效分析概论11失效分析概况1.1

12失效分析的基本概念1.2

13失效分析的基本内容1.3

14失效分析学科的发展历程1.4

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失效分析工作者的应有素质1.5

1.1 失效分析概况1.1.1失效的基本状况

各国每年因失效造成的经济损失约占该国GDP的2~4%我国2011年、2012年的2~4%。我国2011年2012年的GDP分别471564亿元、519322亿元，以4% 估算，损失值分别高达18862亿元(2011)、20772亿元20772亿元(2012) ，损失巨(2012)损失巨大。1.1.2失效分析的特点(1) 综合性：()综合性(2) 经济性：

1.1 失效分析概况1.1.3 失效分析的作用

●因而是一门发展中的、交叉性的综合性学科

（5）促进材料科学的技术进步，为开发新材料和改进（）促进材料科学的技术进步，为开发新材料和改进基础材料的性能从理论上指明方向。

1.2 失效分析的基本概念

1.2.1 失效的定义

●《新华词典●《新华词典》》的定义的定义***《新华词典新华词典》》: p757, 1982.●国标GB3187国标GB3187-GB3187-8282《《可靠性基本名词术语及定义可靠性基本名词术语及定义》》的定义●

《材料大辞典》的定义**师昌绪主编. 材料大辞典. 化学工业出版社, 1994, p851.

1.2 失效分析的基本概念

●《美国金属学会手册》的定义*

* ASM Handbook. Vol.11：Failure Analysis and Prevention (10th Ed.).ASM International, 2002.

1.2 失效分析的基本概念

●失效的新定义*

失效(failure) 是指产品(构件) 因(failure)是指产品(构件)因微观结构和

外观形态发生变化而不能满意地达到规定的功能。

根据其严重性失效也可称为事件(incident)、根据其严重性，失效也可称为事件(iidt)事故(accident) 或故障(fault)。

原子的电子结构

微观

结构原子间相互作用原子团三维分布

显微组织形态外观形态形局部腐蚀部磨损局部磨损过度变形表面异物

* 杨振国. 论失效分析的本质及其内在关系. 理化检验-物理分册：2013年全国失效分析学术会议专辑, 2013, 49(S2): 1-3.

1.2 失效分析的基本概念

1.2. 2 失效分析的内容失效分析的内容失效分析是对失效构件为查明失效起因并采取预防措施而进行的一切技术活动。

(1) 判定失效模式(1)(1) 判定

(2) 界定(2) 界定失效失效缺陷缺陷

(3) 鉴定(3) 鉴定失效机理

(4)确定失效(4) 确定(4) 失效起因起因

(5) 提出解决解决对策对策（failure mode）（fild）（failure defect）（failure mechanism）（failurecause）（failure cause）（countermeasure）

1.2 失效分析的基本概念1.2.3 失效分析的相互关系

●失效分析是确定构件的失效模式失效分析是确定构件的失效模式、失效缺陷、失效机失效缺陷失效机理与失效起因的相互关系

◆失效模式

五种：五种(1) 断裂(fracture)(2)腐蚀(corrosion)(2) 腐蚀(3) 磨损(wear)(4)畸变(distortion)(4) 畸变(5) 衰减(attenuation): 微结构随时间、环境等因素渐变弱化

1.2 失效分析的基本概念

◆

失效缺陷

◆失效机理

◆

失效起因

1.2 失效分析的基本概念●泰坦尼克号的失效模式、机理、缺陷与起因的关系船体结构的设计采用了双壳层和十六个相互隔离的水密舱等安全措施，

●

泰坦尼克号沉没过程解析

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失事地点

图1-3沉没在北大西洋海底的泰坦尼克号船头

●

泰坦尼克号船板备用件的性能检验

珠光体组织（白色）MnS

夹杂物（黑色）

脆断形貌

延断形貌