汽车零件失效分析

本书主要由各大主机厂、零部件厂及钢厂极具经验的专家撰写，将理论性和实用性结合为一体，主要内容包括汽车零部件失效分析技术概述、汽车零部件疲劳失效分析、汽车零部件延迟开裂分析、钢铁铸造汽车零部件失效分析、汽车钢板弹簧失效分析、汽车紧固件失效分析、汽车用滚动轴承失效机理、汽车钢板类零件失效分析、汽车发动机气门失效分析、汽车用齿轮类零件失效分析、汽车发动机活塞失效分析、典型钢铁材料缺陷分析、典型轴承材料缺陷分析、汽车零部件热疲劳失效分析、技术报告中的图片处理问题、金相组织及微观形貌分析。同时对汽车零件失效分析实例也做了介绍。对于汽车企业、汽车零部件企业工程师、高校教师、研究生、汽车行业其他从业人员来说，本书是一本非常实用的参考书。

丛书序 前言 第1章汽车零部件失效分析技术概述 1.1汽车零部件失效分析技术的发展过程2 1.2汽车零部件失效分析工作的技术属性3 1.2.1失效学理念及应用3 1.2.2几个重要的基本概念3 1.2.3逻辑思维在失效分析中的应用5 1.2.4汽车零部件失效模式的系统性8 1.3目前存在的一些问题16 1.3.1汽车零部件失效分析的技术偏离问题16 1.3.2汽车零部件失效分析技术的偏差问题17 1.3.3关于“材料失效分析”问题19 1.3.4关于失效模式分析的法理观念问题22 1.3.5关于鱼骨图等的应用问题22 1.3.6小结22 第2章汽车零部件疲劳失效分析 2.1金属疲劳开裂机理25 2.1.1疲劳裂纹萌生25 2.1.2疲劳裂纹的扩展29 2.2汽车零件疲劳失效分析的基本理念32 2.2.1“强度-应力干涉模型”与三段论演绎逻辑推理 问题32 2.2.2疲劳失效的有限寿命属性33 2.2.3失效模式第一理念要点34 2.3汽车零件疲劳失效模式体系构架35 2.3.1失效模型系统性的主导要素35 2.3.2失效模式系统性的技术属性38 2.3.3汽车零件疲劳失效模式的系统性架构39 2.3.4零件结构要素或特异性问题39 2.3.5系统和构件结构功能主导的失效模式41 2.3.6汽车零件疲劳失效模式分析技术的技术属性42 第3章汽车零部件延迟开裂分析 3.1汽车零部件延迟开裂特性44 3.2汽车零部件延迟开裂的类型48 3.2.1高强度螺栓延迟断裂48 3.2.2渗碳淬火零件延迟开裂49 3.2.3弹簧类零件延迟开裂51 3.2.4结构件内应力导致的延迟开裂54 3.3高强度零部件延迟开裂的技术属性56 3.3.1问题的提出56 3.3.2延迟开裂的强度问题56 3.3.3延迟开裂的组织敏感性机理讨论57 第4章钢铁铸造汽车零部件失效分析 4.1钢铁铸造件在汽车上的应用59 4.2汽车钢铁铸造件的选材及其功能介绍60 4.2.1灰铸铁的应用60 4.2.2蠕墨铸铁的应用61 4.2.3球墨铸铁的应用62 4.2.4铸钢件的应用63 4.3汽车钢铁铸件失效分析要点64 4.4汽车钢铁铸件失效分析案例65 4.4.1设计不良导致的失效65 4.4.2缺陷的影响与失效71 4.4.3制造过程及装配失效83 4.4.4应力集中的影响87 4.4.5使用工况引起的失效88 4.5失效分析与改进90 第5章汽车钢板弹簧失效分析 5.1钢板弹簧在汽车上的应用91 5.2汽车钢板弹簧的选材及其制造工艺92 5.2.1钢板弹簧的材料92 5.2.2钢板弹簧的制造工艺93 5.3汽车钢板弹簧失效模式及分析思维方式95 5.4汽车钢板弹簧典型失效案例分析97 5.4.1结构设计因素97 5.4.2冲击载荷作用97 5.4.3材料非金属夹杂物98 5.4.4热处理工艺异常99 5.4.5表面强化不足100 5.4.6表面质量缺陷101 第6章汽车紧固件失效分析 6.1紧固件在汽车上的应用102 6.2紧固件的失效模式及分析思路103 6.3汽车紧固件失效分析104 6.3.1疲劳失效104 6.3.2脆性断裂失效107 6.3.3螺栓松动109 6.3.4扭矩衰减的改善措施109 6.4紧固件失效典型案例110 6.4.1原材料导致的失效110 6.4.2生产制造过程导致的失效112 6.4.3装配过程导致的失效113 第7章汽车用滚动轴承的失效机理 7.1疲劳剥落121 7.1.1次表面起源型122 7.1.2表面起源型122 7.1.3工程模型122 7.2表面塑性变形122 7.2.1一般表面塑性变形122 7.2.2局部表面塑性变形122 7.3磨损124 7.3.1磨损过程125 7.3.2黏着磨损125 7.3.3磨粒磨损125 7.3.4疲劳磨损126 7.3.5腐蚀磨损126 7.4腐蚀126 7.5蠕动127 7.6烧伤128 7.7电蚀129 7.8裂纹和缺损129 7.9保持架损坏130 7.10尺寸变化130 7.11使用不当引起的损坏131 7.12其他损伤131 7.12.1变色131 7.12.2麻点131 第8章汽车钢板类零件失效分析 8.1钢板冲压件在汽车上的应用133 8.2汽车钢板冲压件选材134 8.3汽车钢板类零件失效特点及失效类型135 8.3.1汽车钢板类零件的失效特点135 8.3.2汽车钢板类零件的失效类型135 第9章汽车发动机气门失效分析 9.1气门的作用144 9.2气门的工作情况144 9.3气门材料与工艺146 9.4失效案例分析146 9.4.1气门受到运动干涉碰撞147 9.4.2气门受到过热影响断裂150 9.4.3锥面失效154 9.4.4颈部失效160 9.4.5气门杆端面磨损163 9.5总结166 第10章汽车用齿轮类零件失效分析 10.1汽车齿轮材料及工艺167 10.2齿轮疲劳失效的基本技术特性168 10.2.1齿轮疲劳失效模式168 10.2.2弧齿锥齿轮失效分析169 10.2.3圆柱斜齿轮疲劳断裂173 10.2.4齿轮齿毂疲劳开裂问题181 第11章汽车发动机活塞失效分析 11.1概述189 11.2活塞失效的主要模式189 11.2.1疲劳开裂189 11.2.2活塞拉缸193 11.2.3由活塞环等配件故障导致的失效194 11.2.4活塞销孔及裙部开裂196 11.3小结197 第12章典型钢铁材料缺陷分析 12.1金属材料缺陷与失效的关系198 12.2钢铁材料的缺陷检验方法201 12.2.1钢中非金属夹杂物205 12.2.2偏析210 12.2.3晶粒度212 12.2.4脱碳214 12.2.5中心孔洞215 12.2.6裂纹220 12.2.7异金属夹杂物230 第13章典型轴承材料缺陷分析 13.1轴承钢材料的冶金缺陷232 13.1.1钢材的表面缺陷232 13.1.2轴承钢的低倍缺陷235 13.1.3非金属夹杂物240 13.1.4碳化物不均匀性240 13.2锻造缺陷242 13.2.1锻造温度及冷却速度对锻造组织的影响242 13.2.2过烧断口242 13.2.3锻造折叠裂纹243 13.2.4锻造湿裂243 13.2.5锻造内裂244 13.3热处理缺陷244 13.3.1退火缺陷244 13.3.2淬火裂纹246 13.3.3淬火软点249 13.3.4热处理脱碳249 13.3.5淬回火不合格组织250 13.4轴承零件的磨削缺陷（磨削烧伤和磨削裂纹）251 13.4.1磨削烧伤251 13.4.2磨削裂纹252 13.5轴承零件渗碳热处理后的质量缺陷 254 13.5.1渗碳层深度不合格254 13.5.2脱碳255 13.5.3粗大块状或网状碳化物255 13.5.4针状碳化物255 13.5.5残留奥氏体过多256 13.5.6硬度不足256 13.5.7裂纹256 13.6钢球、滚子冲压过程中的加工缺陷257 13.6.1钢球冲压折叠缺陷257 13.6.2滚子的冲压缺陷257 13.7轴承零件的表面黑点257 13.7.1钢球黑点（麻坑）缺陷257 13.7.2非金属夹杂物引起的表面黑点258 13.7.3套圈砂轮挤伤259 13.7.4腐蚀斑点259 13.8其他缺陷260 13.8.1电击伤 260 13.8.2大型套圈碰撞开裂 260 第14章汽车零部件热疲劳失效分析 14.1汽车零件热疲劳概况261 14.1.1热疲劳基本概念261 14.1.2热疲劳开裂的应力261 14.1.3经常发生热疲劳的汽车零部件261 14.2热疲劳失效的影响因素262 14.2.1温度因素262 14.2.2材料因素262 14.2.3结构因素263 14.3热疲劳零件失效特征264 14.4热疲劳分析要点264 14.5汽车热疲劳案例265 14.5.1应变集中引起的热疲劳失效265 14.5.2摩擦生热导致的热疲劳失效265 14.5.3薄边、尖角导致的热疲劳失效268 14.5.4结构约束导致的热疲劳失效270 14.5.5与高温氧化有关的热疲劳失效272 第15章技术报告中的图片处理问题 15.1实物照片技术处理274 15.1.1闪光灯应用274 15.1.2图片的色彩275 15.1.3图片的裁剪和报告中尺寸的调整275 15.1.4图片表达的原则276 15.1.5亮度和对比度277 15.1.6实物的比例和位置278 15.1.7图片的版本状态278 15.1.8实物照相的背底问题278 15.1.9标尺问题280 15.1.10聚焦问题280 15.1.11图片文件的压缩280 15.1.12图片的标注280 15.1.13光线的应用281 15.2照片的表达问题282 第16章金相组织及微观形貌分析 16.1结构钢材料及零件金相组织285 16.2表面层及区域性金相组织288 16.3紧固件的材料及工艺金相组织292 16.4铸造材料金相组织294 16.5焊接组织297 16.6结构钢的带状组织298 16.7结构钢的晶粒问题（组织粗大）301 16.8结构件的材料、工艺裂纹缺陷306 16.9微观电子形貌应用技术319 附录 常见专业术语英文缩略词及释义