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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