金屬構件失效的預防課件

4.1金屬構件失效的預防一變形失效,一、變形的預防,選擇合適的材料或構件結構：選用E值高的材料或改善構件結構盡可能獲得大的剛度；確定適當的構件匹配尺寸或變形的約束條件；采用減少變形影響的連接件，如皮帶傳動、軟管連接、柔性軸、橢圓管板等。,1.防彈性變形失效的措施,4.1金屬構件失效的預防,2.防塑性變形失效的措施,合理選材，選擇合適的屈服強度，保證材料質量、組織狀態(tài)及冶金缺陷；準確地確定構件的工作載荷，正確計算應力，合理選取安全系數及進行結構設計，減少應力集中及降低應力集中水平；嚴格按照加工工藝規(guī)程對構件成形，減少殘余應力；嚴禁構件運行超載；監(jiān)測腐蝕環(huán)境構件強度尺寸的減小。,3.防高溫變形失效的措施,抗蠕變措施選用抗蠕變性能合適的材料；防止裝備中構件的超溫使用。,抗應力松弛失效措施選用松弛穩(wěn)定性好的材料；對使用過程中的構件進行一次或多次再緊固。,二韌/脆性斷裂,二、韌/脆性斷裂的預防,設計時充分考慮構件的承載能力，盡可能使塑性變形不要發(fā)展為斷裂；操作時保持儀表完好的狀態(tài)，準確顯示操作工況；嚴格遵守操作規(guī)程，嚴禁超載、超溫、超速等；隨時注意有無異常變形；定期測厚，尤其有腐蝕、高溫氧化等引起壁厚減薄的工況。,1.防韌性斷裂的措施,2.防脆性斷裂的途徑,防脆性斷裂的合理結構設計：應考慮材料的斷裂韌性水平、構件的最低工作溫度和應力狀態(tài)、承受的裁荷類型(交變載荷、沖擊載荷等)以及環(huán)境腐蝕介質；構件的最低工作溫度應高于材料的脆性轉變溫度；以斷裂力學觀點選材，除強度外，還應保證足夠的韌性；設計和生產中，要避免應力集中；采用正確的焊接方法和合理的焊接工藝，保證焊接質量。,三疲勞斷裂,三、疲勞斷裂的預防,1.提高表面質量是提高構件疲勞抗力的重要途徑,減少制造過程中產生的預生裂紋、尖銳缺口和任何削弱表面強度的弊??；降低表面粗糙度等。,2.設計和制造時避免缺口效應與應力集中,3.減少或消除構件殘余應力,表面淬火、滲碳、氮化、噴丸、表面滾壓、冷拔、擠壓和拋光等產生有利的殘余壓應力。,4.合理的選材和熱處理,避免選用缺口敏感的材料；選用優(yōu)質材料(減少夾雜物的數量、減小夾雜物的尺寸)；合理的熱處理可改善夾雜物的形狀，減少其影響。,選擇合適的載荷頻率在一定范圍內可以提高疲勞強度。,5.載荷頻率的影響,6.利用次載鍛煉提高構件的疲勞強度和壽命,即構件安裝好后，先空載或低載運行一段時間。,7.在操作和檢驗規(guī)程中添加間歇加載內容,通過擬訂最佳間歇加載的加載應力大小及其時間來提高疲勞強度和壽命。,8.改善構件的工作環(huán)境條件,控制工作溫度在一個合適的范圍；避免介質在構件表面產生蝕坑、微裂紋等缺陷。,四表面損傷,四、表面損傷,主要是提高構件表面的耐磨性,選用耐磨損的材料(金屬材料或非金屬材料)；合金化提高材料的強硬性；低應力時，通過表面處理(如滲硫、滲磷、滲氮等)提高表面硬度；高應力時，通過熱處理獲得下貝氏體而提高表面強硬性；通過冶煉或熱處理改善材料中析出相的數量、分布和形態(tài)；鋼中有適量的殘余奧氏體或適當提高鋼中碳化物的數量。