冶金故障分析有助于预防未来的故障

When components fail, 它会影响货物的交付和公众的安全，并导致昂贵的维修和停机时间. 执行冶金失效分析，以了解零件失效的原因，这对于防止未来的失效至关重要.

In the study of a failed part, 分析人员必须考虑故障的广泛可能性. 虽然有些故障可以归因于单一的主要原因, 多个次要因素共同起作用是很常见的. 故障分析人员必须评估所有可用的证据，以准备一个关于故障原因的假设.

研究中最常见的失效类型是断裂. 骨折通常会造成最严重的后果, 特别是当承重构件失去承载预期载荷的能力时. 其他类型的故障可能与变形、磨损或腐蚀有关.

Failure analysis tools

A well-equipped materials laboratory 是否拥有大多数工具来有效地分析这些类型的故障. 这些工具包括一个低倍率立体显微镜, metallographic equipment, hardness testers, spectrometers, 扫描电子显微镜(SEM).

冶金失效分析过程

分析故障部件的过程从收集背景信息开始. 了解零件和材料的规定要求是很重要的. 这些信息通常以零件图和参考材料规格的形式提供. 同样重要的是要知道部件的预期性能是什么，以及失败的部件如何与预期进行比较. 对生产过程所做的任何更改都应报告给故障分析人员. 例如供应商变更、设计变更、材料变更、热加工变更等. 

失效分析过程的下一步是对金属部件进行目视检查. Features to be noted, recorded, 并在照片中目视检查包括骨折, fracture origin regions, damage to the part, the presence of residues, corrosion products, and corrosion pits. In some cases,  nondestructive testing 如果裂缝不容易看到，或者裂缝可能存在于表面以下，是否有必要. Chemical analysis and hardness testing 是否在大多数情况下验证零件是否符合规定的要求. 如果有足够的材料， tensile testing and impact testing 是否有助于理解金属的内在机械性能.

What the analysis reveals

电子显微镜是科学研究的关键一步 失效零件的冶金分析. 电子显微镜是检验断裂方式的最佳手段. 视觉和低倍率光显微镜通常不足以显示骨折的真实形态. 例如，考虑螺栓头的断裂面. 断口相对平坦，常伴有疲劳开裂.

用低倍体视显微镜仔细观察断口起源区域，发现其结构相对粗糙, 但断裂形态尚不清楚. 通过电子显微镜检查断口起源区域，发现脆性晶间断裂和韧窝断裂的混合断裂形态. 扫描电镜所显示的特征证实了断裂不是由于疲劳造成的. 进一步的调查表明骨折是由于 hydrogen embrittlement.

金相学是冶金学的重要步骤 failure analysis process. 检查微观结构可以帮助验证是否对零件进行了适当的热处理. 金相学还可以确定材料中是否存在可能对零件性能产生有害影响的材料异常.

All the pieces of the puzzle

所有信息收集完毕后, and the analysis is complete, 根据现有的证据可以得出结论.

这项调查可以看作是一个法医难题. 拼图的碎片越多，测试结果就越有说服力. It is often tempting to ask the metallurgist 尽量减少执行的测试量，以节省时间和金钱. 由于害怕影响冶金学家的最终结论，隐瞒有关该部件的背景信息也可能是诱人的. It should be understood, however, 限制测试的数量和隐瞒重要信息将有效地带走对得出正确的最终结论至关重要的部分. 如果失败的原因没有被正确理解, 防止未来失败的纠正措施可能是无效的.

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