機(jī)械失效分析與防護(hù).docxVIP

1、一、選擇題（45分）1、按照產(chǎn)品的失效形態(tài)對(duì)金屬構(gòu)件失效形式進(jìn)行分類，包括（）失效。A、表面損傷B、腐蝕C、斷裂D、過量變形正確答案：ACD2、在焊接生產(chǎn)中遇到的裂紋是多種多樣的,根據(jù)裂紋產(chǎn)生本質(zhì)看，有熱裂紋.再熱裂紋.（）。A、層狀撕裂B、橫向裂紋C、縱向裂紋D、冷裂紋正確答案：AD3、構(gòu)件發(fā)生斷裂時(shí)，判別其主裂紋的方法有T形法.變形法和（）oA、氧化法B、分枝法C、痕跡法D、金相法正確答案：AB4、消除殘余應(yīng)力的方法有（）oA、機(jī)械法B、回火C、振動(dòng)法D、去應(yīng)力退火正確答案：ABD5、腐蝕電池的基本要素有陽極.陰極.（）。A、液相B、氣相C、外電路D、電解質(zhì)溶液正確答案：CD6、腐蝕電池的

2、工作過程包括（）。A、陽極過程B、陰極過程C、電流流動(dòng)D、商于移動(dòng)正確答案：ABC確定裂紋源位置；確定裂紋擴(kuò)展方向；根據(jù)三要素所占比例大小，粗略評(píng)價(jià)材料機(jī)械性能2）影響因素:零件形狀試驗(yàn)溫度:隨試驗(yàn)溫度的降低,纖維區(qū)和剪切唇減小，放射區(qū)增大加載速率:加載速率增大，放射區(qū)增大80、簡述斷口分析的依據(jù)。正確答案：1）斷口的顏色及光澤2）斷口上的花紋3）斷口上的粗糙度4）斷口與最大正應(yīng)力的交角5）斷口上的冶金缺陷81、簡述失效分析的步驟。正確答案：1）接受任務(wù)2）調(diào)查現(xiàn)場及收集背景資料3）失效件的觀察.檢測及試驗(yàn)4）確定失效原因5）提出改進(jìn)措施82、對(duì)比金屬構(gòu)件脆性斷裂和韌性斷裂的宏觀形貌特征。正確

3、答案：1）韌性斷裂具有明顯的形狀改變和較大的塑性變形（2）斷口宏觀分析呈暗灰色纖維狀，無閃爍金屬光澤，斷口不平齊，與主應(yīng)力成口破裂不產(chǎn)生碎片，裂口或偶然發(fā)現(xiàn)少許碎片2）脆性斷裂破裂時(shí)無明顯的塑性變形，破裂之前沒有或只有局部極小的塑性變形斷口宏觀分析程金屬晶粒狀并富有光澤，斷口平直與主應(yīng)力垂直瞬間發(fā)生，有許多碎片飛出83、簡述微觀腐蝕電池的形成原因。正確答案：1）金屬化學(xué)成分不均勻性2）組織結(jié)構(gòu)的不均勻性3）物理狀態(tài)的不均勻性4）金屬表面膜的不完整性84、簡述失效分析需要掌握哪幾種基本技能。正確答案：1）斷口分析2）裂紋分析3）痕跡分析4）模擬試驗(yàn)85、列舉石油工業(yè)中2種常用構(gòu)件的失效形式。（每

4、種構(gòu)件最少給出2種失效形式）正確答案.1）長輸管線失效形式（1）塑性失穩(wěn)脆性斷裂延性斷裂氫致開裂（5）應(yīng)力腐蝕開裂（6）疲勞斷裂2）鉆具的失效形式斷裂內(nèi)螺紋接頭脹大摩擦裂紋粘扣結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致失效還可以給出其他構(gòu)件如油套管.集輸管線等的失效形式86、簡述降低應(yīng)力集中的措施。正確答案：1）從強(qiáng)化材料方面降低應(yīng)力集中的作用表面熱處理強(qiáng)化薄殼淬火（3）噴丸強(qiáng)化滾壓強(qiáng)化2）從設(shè)計(jì)方面降低應(yīng)力集中系數(shù)變截面部位的過渡根據(jù)零件的受力方向和位置選擇適當(dāng)?shù)拈_孔部位在應(yīng)力集中區(qū)附近的低應(yīng)力部位增開缺口和圓孔87、簡述斷口三要素的作用及影響因素。正確答案：1）確定裂紋源位置；2）確定裂紋擴(kuò)展方向；3）根據(jù)三要素所占

5、比例大小，粗略評(píng)價(jià)材料機(jī)械性能。影響因素:零件形狀；試驗(yàn)溫度；加載速率88、簡述構(gòu)件中的夾雜物為何會(huì)形成裂紋源。正確答案：1）夾雜物造成鋼材局部應(yīng)力集中；2）夾雜物本身斷裂；3）夾雜物與基體交界面產(chǎn)生斷裂而成為裂紋源。89、簡述降低構(gòu)件應(yīng)力集中的措施。正確答案：1）從強(qiáng)化材料方面降低應(yīng)力集中的作用:表面熱處理強(qiáng)化.薄殼淬火.噴丸強(qiáng)化.滾壓強(qiáng)化2）從設(shè)計(jì)方面降低應(yīng)力集中系數(shù):變截面部位的過渡.根據(jù)零件的受力方向和位置選擇適當(dāng)?shù)拈_孔部位.在應(yīng)力集中區(qū)附近的低應(yīng)力部位增開缺口和圓孔90、簡述構(gòu)件中形成微觀腐蝕電池的原因。正確答案：原因:金屬表面的電化學(xué)不均勻性。金屬化學(xué)成分不均勻性；組織結(jié)構(gòu)的不均勻

6、性；物理狀態(tài)的不均勻性；金屬表面膜的不完整性；91、簡述構(gòu)件發(fā)生彈性變形和塑性變形的區(qū)別。正確答案：彈性變形的特點(diǎn):可逆性.單值性變形量很??；塑性變形的特點(diǎn):不可逆性.變形量不恒定慢速變形伴隨材料性能的變化92、簡述斷口分析有哪些依據(jù)。正確答案：斷口的顏色及光澤；斷口上的花紋；斷口上的粗糙度；斷口與最大正應(yīng)力的交角;斷口上的冶金缺陷7、失效分析測試技術(shù)的選用原則是().可能性和經(jīng)濟(jì)性。A、重現(xiàn)性B、有效性C、可信性D、直觀性正確答案：BC8、金屬構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂的三個(gè)基本條件是()oA、壓應(yīng)力B、固定拉應(yīng)力C、敏感的材料D、特定腐蝕介質(zhì)正確答案：BCD9、構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂時(shí)微觀形貌特征有(

7、)花樣。A、河流B、魚骨狀C、扇形D、舌形正確答案：ABCD10、典型零件的選材一般遵循的原則有()。A、使用性原則B、工藝性原則C、經(jīng)濟(jì)性原則D、可靠性原則正確答案：ABC11、構(gòu)件失效后,對(duì)其進(jìn)行失效分析前，需要對(duì)斷口進(jìn)行保護(hù),目的是防止搬運(yùn)過程中的()。A、機(jī)械損傷B、化學(xué)損傷C、磨損D、腐蝕正確答案：AB12、構(gòu)件發(fā)生疲勞斷裂時(shí)微觀形貌特征有()。A、河流花樣B、疲勞輝紋c物窒D：輪胎壓痕花樣正確答案：BD13、痕跡的形成要素包括(A、留痕物B、造痕物C、壓應(yīng)力D、沖擊力正確答案：ABC14、金屬構(gòu)件失效原因一般包括()。A、材料選擇不當(dāng)B、裝配錯(cuò)誤C、熱處理方式不當(dāng)D、機(jī)械設(shè)計(jì)錯(cuò)誤正

8、確答案：ABCD15、常用裂紋先后順序判斷方法有()。A、塑性變形量大小確定法B、T形法C、分枝法D、疲勞裂紋長度法正確答案：ABCD二、填空題(112分)16、疲勞斷口的微觀特征有()和輪胎壓痕花樣。正確答案：疲勞輝紋17、金屬構(gòu)件產(chǎn)生塑性變形失效的原因是()0正確答案：過載18、NSR越大，表示材料對(duì)缺口的敏感性越()o正確答案：小19、金屬材料的斷裂過程分為().裂紋的擴(kuò)展和斷裂三個(gè)階段。正確答案：裂紋的萌生20、構(gòu)件中的夾雜物按其變形能力分()塑性夾雜物和半塑性夾雜物。正確答案：脆性夾雜物21、構(gòu)件失效后,對(duì)其進(jìn)行失效分析前，需要對(duì)斷口進(jìn)行保護(hù),目的是防止搬運(yùn)過程中的()和()正確答案

9、：機(jī)械損傷#化學(xué)損傷22、構(gòu)件發(fā)生韌性斷裂時(shí)，當(dāng)材料含有較多的第二相質(zhì)點(diǎn)或夾雜物時(shí)，形成的韌窩數(shù)量較多，且()o正確答案：淺23、帶缺口的圓棒狀拉伸試樣的斷口，由于缺口處存在()，裂紋在此處萌生和擴(kuò)展。正確答案：應(yīng)力集中24、疲勞斷口中，用肉眼或低倍放大鏡觀察疲勞區(qū)中磨得最亮的地方是()o正確答案：疲勞源25、金屬構(gòu)件在自然條件下發(fā)生的腐蝕包括()土壤腐蝕和海水腐蝕。正確答案：大氣腐蝕26、典型零件的選材一般遵循的原則有().()和經(jīng)濟(jì)性原則。正確答案：使用性原則#工藝性原則學(xué)生答案：27、構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂時(shí)最典型的微觀形貌特征是具有()花樣。正確答案：河流28、金屬材料發(fā)生韌性斷裂時(shí)，斷裂前

10、有明顯的()o其典型的微觀形貌特征是()O正確答案：塑性變形#韌窩29、失效構(gòu)件進(jìn)行理化檢驗(yàn)遵循的原則是()，再做破壞性檢測。正確答案：先做不破壞性或少破壞性檢測30、材料在以上發(fā)生的腐蝕稱為()o正確答案：高溫腐蝕31、金屬材料在長時(shí)間恒溫.恒應(yīng)力作用下，即使應(yīng)力低于屈服強(qiáng)度,也會(huì)緩慢地產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為()O正確答案：蠕變變形32、材料與環(huán)境間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)相互作用而導(dǎo)致材料功能受到損傷的現(xiàn)象稱為()O正確答案：腐蝕33、失效分析取樣時(shí)要進(jìn)行標(biāo)號(hào)，其中標(biāo)號(hào)目的是()。正確答案：避免弄混斷口34、金屬構(gòu)件疲勞斷裂的宏觀形貌特征是()o正確答案：貝殼狀條紋35、失效分析的程序可以用六個(gè)字

11、概述，即問.().聞.().模和結(jié)。正確答案：望#切36、金屬構(gòu)件在交變載荷作用下，雖然應(yīng)力水平低于金屬材料的抗拉強(qiáng)度，有時(shí)甚至低于屈服極限，但經(jīng)過一定的循環(huán)周期后，金屬構(gòu)件發(fā)生突然斷裂，稱為（）。正確答案：疲勞斷裂37、奧氏體不銹鋼在含氯化物溶液中產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕斷裂稱之為（）o正確答案：氯脆38、光滑圓棒狀拉伸試樣斷口三要素包括（）.（）和剪切唇。正確答案：纖維區(qū)#放射區(qū)39、相互接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體由于機(jī)械.物理和化學(xué)作用，造成物體表面材料的位移及分離，使表面形狀.尺寸.組織及性能發(fā)生變化的過程稱為（）O正確答案：磨損40、金屬構(gòu)件脆性斷裂前幾乎不產(chǎn)生明顯的（）o正確答案：塑性變形41、

12、金屬材料韌性較差時(shí)，韌性斷口上韌窩尺寸較（）o正確答案：淺42、應(yīng)力松弛變形失效是指在（）的條件下,構(gòu)件彈性變形不斷轉(zhuǎn)為塑性變形從而使應(yīng)力不斷降低的過程。正確答案：總變形不變43、鋼材內(nèi)部的夾雜物本身斷裂或與基體交界面產(chǎn)生斷裂時(shí)容易形成（）o正確答案：裂紋源44、腐蝕電池的基本要素有（）.（）.電解質(zhì)溶液和外電路。正確答案：陽極#陰極45、韌性斷裂時(shí)宏觀斷口呈暗灰色（），無閃爍金屬光澤，斷口不平齊，與主應(yīng)力成口。正確答案：纖維狀46、疲勞斷裂如果有多個(gè)裂紋源，則疲勞條紋間距（），比較光澤明亮的為最先產(chǎn)生的裂紋。正確答案：密度大47、從宏觀上看，裂紋的走向是由（）和（）決定的。正確答案：應(yīng)力原則

13、#強(qiáng)度原則48、疲勞斷口中，疲勞源區(qū)是整個(gè)疲勞區(qū)中（）的地方。正確答案：磨得最亮49、金屬構(gòu)件發(fā)生韌性斷裂時(shí)的微觀形貌特征為（）或（）。正確答案：韌窩#蛇形花樣50、裂紋分析的目的是確定裂紋的位置及（）。正確答案：裂紋產(chǎn)生的原因51、細(xì)菌腐蝕并非細(xì)菌本身對(duì)金屬產(chǎn)生浸蝕作用，而是細(xì)菌（）間接對(duì)金屬腐蝕電化學(xué)過程產(chǎn)生影響。正確答案：生命活動(dòng)的結(jié)果52、NSR越小,表示材料對(duì)缺口的敏感性越（）o正確答案：大53、磁粉檢測是利用被檢材料的（）檢驗(yàn)其表層缺陷的一種無損檢測方法。正確答案：鐵磁性能54、金屬構(gòu)件發(fā)生脆性斷裂時(shí)的微觀形貌包括（）.扇形花樣.魚骨狀花樣等。正確答案：河流花樣55、金屬構(gòu)件發(fā)生高

14、溫氧化時(shí)，其表面生成的氧化膜是（），既能電子導(dǎo)電,又能離子導(dǎo)電。正確答案：半導(dǎo)體56、帶缺口的韌性斷裂斷口的宏觀形貌為:a代表纖維區(qū).b代表（）.c代表放射區(qū)。正確答案：最終斷裂區(qū)57、構(gòu)件產(chǎn)生裂紋的部位比較特殊，可能因?yàn)闃?gòu)件局部結(jié)構(gòu)形狀引起，也可能與材料缺陷有關(guān)，主要?dú)w結(jié)于（）O正確答案：應(yīng)力因素58、金屬構(gòu)件發(fā)生失效時(shí)，有起始態(tài).中間態(tài)和完成態(tài),一般以失效的（）為分析重點(diǎn)。正確答案：起始態(tài)59、平面應(yīng)變斷裂韌性KIC表示在平面應(yīng)變條件下材料抵抗裂紋（）能力正確答案：擴(kuò)展的60、金屬構(gòu)件在自然條件下發(fā)生的腐蝕包括（）腐蝕.海水腐蝕和大氣腐蝕。正確答案：土壤61、典型零件的選材一般遵循的原則有

15、使用性原則.（）和經(jīng)濟(jì)性原則。正確答案：工藝性原則62、失效構(gòu)件進(jìn)行理化檢驗(yàn)遵循的原則是（）或（）,（）o正確答案：先不破壞性#少破壞性檢測#再做破壞性檢測63、疲勞斷口的微觀特征有（）.（）-正確答案：疲勞輝紋#輪胎壓痕花樣64、金屬構(gòu)件產(chǎn)生彈性變形失效的原因有（）.超溫和材料變質(zhì)。正確答案：過載65、構(gòu)件進(jìn)行磁粉檢測后，要求檢測對(duì)象具有（）o正確答案：鐵磁性66、光滑圓棒狀拉伸試樣斷口三要素包括（）.（）.（）o正確答案：纖維區(qū)#放射區(qū)#剪切唇67、構(gòu)件進(jìn)行磁粉檢測后，還保留剩余磁性，影響使用，必須（）處理。正確答案：退磁68、從宏觀看，裂紋的走向是由（）和強(qiáng)度原則決定的。正確答案：應(yīng)力原

16、則69、痕跡形成的三要素包括造痕物.留痕物和（）o正確答案：發(fā)生相互接觸70、金屬構(gòu)件失效過程的特點(diǎn)包括不可逆性.有序性.不穩(wěn)定性和（）o正確答案：積累性71、高溫作用下，金屬構(gòu)件常見的變形失效包括（）和（）。正確答案：蠕變#應(yīng)力松弛三、簡答題（208分）72、根據(jù)下圖敘述韌性材料斷口的形成過程。并說明何為平面應(yīng)力狀態(tài)和平面應(yīng)變狀態(tài)。正確答案：1）頸縮2）空穴形成3）空穴長大形成裂紋4）裂紋擴(kuò)展5）最終斷裂形成杯錐斷口6）平面應(yīng)力狀態(tài):裂紋尖端處于二向應(yīng)力狀態(tài)，如薄板受力，其z方向的應(yīng)力為零7）平面應(yīng)變狀態(tài):裂紋尖端處于三向應(yīng)力狀態(tài)，如厚板受力，其z方向的位移被束縛,有z方向的應(yīng)力73、簡述殘

17、余應(yīng)力的產(chǎn)生途徑。正確答案：1）熱處理殘余應(yīng)力2）表面化學(xué)熱處理引起的殘余應(yīng)力3）焊接殘余應(yīng)力4）鑄造殘余應(yīng)力5）涂鍍層引起的殘余應(yīng)力6）切削加工殘余應(yīng)力74、簡述彈性變形和塑性變形的區(qū)別。正確答案：1）彈性變形特點(diǎn)：可逆性；單值性；變形量很小2）塑性變形特點(diǎn)：不可逆性；變形量不恒定；慢速變形；伴隨材料性能的變化75、簡述構(gòu)件中的裂紋擴(kuò)展應(yīng)遵循的原則。正確答案：1）在一般情況下，當(dāng)材質(zhì)比較均勻時(shí)，應(yīng)力原則起主導(dǎo)作用,裂紋按應(yīng)力原則擴(kuò)展2）當(dāng)材質(zhì)存在明顯的不均勻性時(shí)，裂紋按強(qiáng)度原則擴(kuò)展,強(qiáng)度原則起主導(dǎo)作用3）當(dāng)應(yīng)力原則和強(qiáng)度原則一致時(shí)，無疑裂紋將沿著一致的方向擴(kuò)展。這就是存在于最大應(yīng)力部位的缺陷

18、對(duì)裂紋產(chǎn)生的影響很大的原因76、某管道公司在安裝一長輸管線的法蘭時(shí)，法蘭開裂，裂紋長約三分之二周長，距環(huán)焊縫有一定距離。該法蘭材質(zhì)為16Mn,宏觀斷口分析發(fā)現(xiàn)斷口表面呈現(xiàn)閃閃發(fā)光的小刻面，沒有明顯的塑性變形現(xiàn)象。請(qǐng)根據(jù)失效分析程序制定一失效分析方案，如何才能確定該法蘭斷裂原因。正確答案：1）根據(jù)宏觀斷口分析發(fā)現(xiàn)斷口表面呈現(xiàn)閃閃發(fā)光的小刻面，沒有明顯的塑性變形現(xiàn)象可以初步判斷法蘭為脆性斷裂2）具體分析步驟大體為:先進(jìn)行無損檢測或破壞性少的檢測，再進(jìn)行破壞性檢測3）理化檢驗(yàn)的步驟有先低倍檢驗(yàn)，再進(jìn)行金相分析觀察顯微組織，光譜或化學(xué)分析觀察化學(xué)成分是否符合標(biāo)準(zhǔn)，利用機(jī)械性能試驗(yàn)判斷材料的屈服強(qiáng)度.沖擊功等是否符合標(biāo)準(zhǔn)4）再利用掃描電子顯微鏡觀察斷口，如果微觀斷口有河流花樣或魚骨狀花樣