金屬構(gòu)件失效的預(yù)防

1、1 4.1 金屬構(gòu)件失效的預(yù)防金屬構(gòu)件失效的預(yù)防一一 變形失效變形失效一一、變形的預(yù)防變形的預(yù)防選擇合適的材料或構(gòu)件結(jié)構(gòu)：選用選擇合適的材料或構(gòu)件結(jié)構(gòu)：選用E值高的材值高的材料或改善構(gòu)件結(jié)構(gòu)盡可能獲得大的剛度；料或改善構(gòu)件結(jié)構(gòu)盡可能獲得大的剛度；確定適當(dāng)?shù)臉?gòu)件匹配尺寸或變形的約束條件；確定適當(dāng)?shù)臉?gòu)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、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。軟管連接、柔性軸、橢圓管板等。1. 防彈性變形失效的措施防彈性變形失效的措施 4.1 金屬構(gòu)件失效的預(yù)防金屬構(gòu)件失效的預(yù)防22. 防塑性變形失效的措施防塑性變形失效的措

2、施合理選材，選擇合適的屈服強(qiáng)度，保證材料質(zhì)量、組織合理選材，選擇合適的屈服強(qiáng)度，保證材料質(zhì)量、組織狀態(tài)及冶金缺陷；狀態(tài)及冶金缺陷；準(zhǔn)確地確定構(gòu)件的工作載荷，正確計(jì)算應(yīng)力，合理選取準(zhǔn)確地確定構(gòu)件的工作載荷，正確計(jì)算應(yīng)力，合理選取安全系數(shù)及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少應(yīng)力集中及降低應(yīng)力集安全系數(shù)及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少應(yīng)力集中及降低應(yīng)力集中水平；中水平；嚴(yán)格按照加工工藝規(guī)程對構(gòu)件成形，減少殘余應(yīng)力；嚴(yán)格按照加工工藝規(guī)程對構(gòu)件成形，減少殘余應(yīng)力；嚴(yán)禁構(gòu)件運(yùn)行超載；嚴(yán)禁構(gòu)件運(yùn)行超載；監(jiān)測腐蝕環(huán)境構(gòu)件強(qiáng)度尺寸的減小。監(jiān)測腐蝕環(huán)境構(gòu)件強(qiáng)度尺寸的減小。33. 防高溫變形失效的措施防高溫變形失效的措施 抗蠕變措施抗蠕變措施

3、 選用抗蠕變性能合適的材料；選用抗蠕變性能合適的材料； 防止裝備中構(gòu)件的超溫使用。防止裝備中構(gòu)件的超溫使用。 抗應(yīng)力松弛失效措施抗應(yīng)力松弛失效措施 選用松弛穩(wěn)定性好的材料；選用松弛穩(wěn)定性好的材料； 對使用過程中的構(gòu)件進(jìn)行對使用過程中的構(gòu)件進(jìn)行 一次或多次再緊固。一次或多次再緊固。4二二 韌韌/脆性斷裂脆性斷裂二二、韌韌/脆性斷裂的預(yù)防脆性斷裂的預(yù)防設(shè)計(jì)時充分考慮構(gòu)件的承載能力，盡可能使塑性變設(shè)計(jì)時充分考慮構(gòu)件的承載能力，盡可能使塑性變形不要發(fā)展為斷裂；形不要發(fā)展為斷裂； 操作時保持儀表完好的狀態(tài)，準(zhǔn)確顯示操作工況；操作時保持儀表完好的狀態(tài)，準(zhǔn)確顯示操作工況；嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，嚴(yán)禁超載、超溫、超

4、速等；嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，嚴(yán)禁超載、超溫、超速等；隨時注意有無異常變形；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定期測厚，尤其有腐蝕、高溫氧化等引起壁厚減薄的工況。的工況。1. 防韌性斷裂的措施防韌性斷裂的措施52. 防脆性斷裂的途徑防脆性斷裂的途徑 防脆性斷裂的合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：應(yīng)考慮材料的斷裂韌性水平、防脆性斷裂的合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：應(yīng)考慮材料的斷裂韌性水平、構(gòu)件的最低工作溫度和應(yīng)力狀態(tài)、承受的裁荷類型構(gòu)件的最低工作溫度和應(yīng)力狀態(tài)、承受的裁荷類型(交變載交變載荷、沖擊載荷等荷、沖擊載荷等)以及環(huán)境腐蝕介質(zhì)；以及環(huán)境腐蝕介質(zhì)；構(gòu)件的最低工作溫度應(yīng)高于材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度；構(gòu)件的最

5、低工作溫度應(yīng)高于材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度；以斷裂力學(xué)觀點(diǎn)選材，除強(qiáng)度外，還應(yīng)保證足夠的韌性；以斷裂力學(xué)觀點(diǎn)選材，除強(qiáng)度外，還應(yīng)保證足夠的韌性；設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，要避免應(yīng)力集中；設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，要避免應(yīng)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(zhì)量。采用正確的焊接方法和合理的焊接工藝，保證焊接質(zhì)量。6三三 疲勞斷疲勞斷裂裂 三三、疲勞斷裂的預(yù)防疲勞斷裂的預(yù)防1. 提高表面質(zhì)量是提高構(gòu)件疲勞抗力的重要途徑提高表面質(zhì)量是提高構(gòu)件疲勞抗力的重要途徑 減少制造過程中產(chǎn)生的預(yù)生裂紋、尖銳缺口和任何削弱減少制造過程中產(chǎn)生的預(yù)生裂紋、尖銳缺口和任何削弱表面強(qiáng)度的弊??；降低表面粗糙度等。表面強(qiáng)度的弊病；降低表面粗

6、糙度等。2. 設(shè)計(jì)和制造時避免設(shè)計(jì)和制造時避免 缺口效應(yīng)與應(yīng)力集中缺口效應(yīng)與應(yīng)力集中3. 減少或消除構(gòu)件殘余應(yīng)力減少或消除構(gòu)件殘余應(yīng)力 表面淬火、滲碳、氮化、噴丸、表面滾壓、冷拔、擠壓表面淬火、滲碳、氮化、噴丸、表面滾壓、冷拔、擠壓和拋光等產(chǎn)生有利的殘余壓應(yīng)力。和拋光等產(chǎn)生有利的殘余壓應(yīng)力。 74. 合理的選材和熱處理合理的選材和熱處理避免選用缺口敏感的材料；避免選用缺口敏感的材料；選用優(yōu)質(zhì)材料選用優(yōu)質(zhì)材料(減少夾雜物的數(shù)量、減小夾雜物的尺寸減少夾雜物的數(shù)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。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

7、內(nèi)可以提高疲勞強(qiáng)度。選擇合適的載荷頻率在一定范圍內(nèi)可以提高疲勞強(qiáng)度。5. 載荷頻率的影響載荷頻率的影響6.利用次載鍛煉提高構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度和壽命利用次載鍛煉提高構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度和壽命即構(gòu)件安裝好后，先空載或低載運(yùn)行一段時間。即構(gòu)件安裝好后，先空載或低載運(yùn)行一段時間。87. 在操作和檢驗(yàn)規(guī)程中添加間歇加載內(nèi)容在操作和檢驗(yàn)規(guī)程中添加間歇加載內(nèi)容 通過擬訂最佳間歇加載的加載應(yīng)力大小及其時間來通過擬訂最佳間歇加載的加載應(yīng)力大小及其時間來提高疲勞強(qiáng)度和壽命。提高疲勞強(qiáng)度和壽命。8. 改善構(gòu)件的工作環(huán)境條件改善構(gòu)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(zhì)在構(gòu)件控制工作溫度在一個合適的范圍；避免介

8、質(zhì)在構(gòu)件表面產(chǎn)生蝕坑、微裂紋等缺陷。表面產(chǎn)生蝕坑、微裂紋等缺陷。9四四 表面損表面損傷傷 四四、表面損傷表面損傷主要是提高構(gòu)件表面的耐磨性主要是提高構(gòu)件表面的耐磨性 n 選用耐磨損的材料選用耐磨損的材料 (金屬材料或非金屬材料金屬材料或非金屬材料) ；n 合金化提高材料的強(qiáng)硬性；合金化提高材料的強(qiáng)硬性；n 低應(yīng)力時，通過表面處理低應(yīng)力時，通過表面處理(如滲硫、滲磷、滲氮等如滲硫、滲磷、滲氮等) 提高表提高表面硬度；面硬度；n 高應(yīng)力時，通過熱處理獲得下貝氏體而提高表面強(qiáng)硬性；高應(yīng)力時，通過熱處理獲得下貝氏體而提高表面強(qiáng)硬性；n 通過冶煉或熱處理改善材料中析出相的數(shù)量、分布和形態(tài)；通過冶煉或熱處理改善材料中析出相的數(shù)量、分布和形態(tài)；n 鋼中有適量的殘余奧氏體或適當(dāng)提高鋼中碳化物的數(shù)量。鋼中有適量的殘余奧氏體或適當(dāng)