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第1章 绪论 1

1.1 失效出现的宏观原因 1

1.2 失效分析的基本方法 9

1.2.1 常规分析方法 9

1.2.2 系统分析方法 11

1.3 失效分析的主要目的与值得注意的两种倾向 19

1.4 失效分析的进展 22

习题 27

参考文献 29

第2章 失效分析基础与基本技能 30

2.1 金属材料典型力学性能试验条件下的应力分布与断裂过程 30

2.1.1 拉伸试验金属材料应力分布断裂特征 31

2.1.2 弯曲试验金属材料应力分布与断裂特征 32

2.1.3 扭转过载试验金属材料应力分布与断裂特征 33

2.1.4 剪切过载试验金属材料应力分布与断裂特征 35

2.1.5 冲击试验金属材料断裂过程 35

2.1.6 交变载荷应力分布特点与断裂过程 37

2.1.7 实际零部件疲劳强度影响因素 39

2.2 应力集中与三向应力 40

2.3 残余应力产生原理与分析方法 43

2.3.1 钢在热处理过程中的残余应力 44

2.3.2 经过表面技术处理后残余应力分布 48

2.3.3 铸造残余应力 54

2.3.4 焊接残余应力 56

2.4 断口宏观形貌分析方法 58

2.4.1 宏观断口分析目的与意义 58

2.4.2 裂纹源与裂纹扩展方向确定方法 59

2.4.3 圆柱形与片状样品拉伸过载断裂断口分析 62

2.4.4 圆柱样品扭转过载断裂断口分析 66

2.4.5 弯曲过载断裂断口 67

2.4.6 剪切过载断裂断口 69

2.4.7 冲击过载断裂断口 71

2.5 断口微观形貌分析方法 72

2.5.1 分析目的 72

2.5.2 扫描电镜（SEM）成像原理与典型用途 73

2.5.3 典型断口微观形貌 75

2.6 断口宏观形貌与断口微观形貌间关系 82

2.6.1 韧性材料拉伸断裂宏观与微观断口 82

2.6.2 脆性材料拉伸断裂宏观与微观断口 85

2.6.3 韧性材料扭转断裂宏观与微观断口 86

2.6.4 冲击断裂宏观与微观断口 87

2.6.5 弯曲载荷作用下断裂断口宏观形貌与微观形貌 90

2.6.6 剪切断裂宏观断口形貌与微观断口形貌 92

2.7 金相组织分析方法 93

2.7.1 分析目的 93

2.7.2 阿贝原理 94

2.7.3 利用阿贝原理分析金相组织 96

习题 98

参考文献 103

第3章 疲劳失效 104

3.1 疲劳断口形成过程与形貌分析 104

3.1.1 疲劳断口形成与断口宏观形貌特征 104

3.1.2 宏观形貌对失效原因提供的信息 106

3.1.3 疲劳断口微观形貌特征及对失效原因提供的信息 109

3.1.4 疲劳断口宏观形貌与微观形貌间关系 111

3.2 疲劳断口定量分析 119

3.2.1 利用宏观断口进行定量分析 119

3.2.2 利用微观断口形貌特征（疲劳条纹间距）进行定量分析 121

3.3 疲劳图在疲劳失效分析中的应用 127

3.4 利用材料表面技术提高疲劳强度 131

3.5 疲劳断裂实际案例 133

案例1 柴油机中盘簧断裂原因分析 133

案例2 柴油机汽缸水套失效分析及对策 137

习题 141

参考文献 145

第4章 磨损失效 146

4.1 磨损与摩擦力 146

4.2 磨损机理 148

4.2.1 粘着磨损机理 148

4.2.2 磨粒磨损机理 150

4.2.3 氧化磨损 150

4.2.4 微动损伤 151

4.3 判断磨损机理的方法 155

4.4 实际案例分析 161

案例1 反击式破碎机锤头耐磨性偏低分析 161

习题 167

参考文献 168

第5章 失效分析案例 169

5.1 柴油机“机破”事故分析 169

5.2 铁路Ⅱ型弹条制造过程中裂纹分析 176

5.3 压力容器罐体表面裂纹分析 181

5.4 高速轧钢机用轧辊表面剥落原因分析 192

5.5 镀金铍青铜导电弹簧断裂分析 197

5.6 深层渗碳轴承套圈与滚子失效分析 202

5.7 TDK空压机机破事故分析 214

习题 228

附录1 应力集中系数图与表 236

附录2 材料性能数据 244

附录3 大型构件不同位置疲劳条纹照片 246