《失效机理分析与对策分析》一书内容特色如下：

1）涵盖断裂、腐蚀、磨损三大失效类型。

2）融合现代失效机理和经典理论。

3）模型化和公式化各类失效机理。

4）提出针对各类失效的预防对策。

5）250多幅失效机理分析和实际案例图。

本书在介绍了失效分析基本内容的基础上，全面系统地介绍了断裂失效、腐蚀失效和磨损失效的机理，并对各种失效提出了有针对性的预防对策。其中，断裂失效部分包括过载断裂、脆性断裂、蠕变断裂、低熔点金属致脆断裂、氢脆型断裂和疲劳断裂的失效机理分析和对策等，腐蚀失效部分包括均匀腐蚀、局部腐蚀、流动诱导腐蚀、应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳的失效机理分析和对策等，磨损失效部分包括黏着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、微动磨损、冲蚀和气蚀磨损、疲劳磨损的失效机理和对策等。本书将现代失效机理和传统的经典理论相结合，将各种失效机理模型化或公式化，用实际检测中拍摄到的图片印证失效机理，使失效分析工作有理、有据、有源，实用性和针对性强。

前言

第1章失效分析的基本内容1

1.1失效分析的分类和诊断1

1.1.1失效分析的分类方式1

1.1.2失效形式2

1.1.3失效诊断3

1.2失效分析的方法6

1.2.1残骸分析法6

1.2.2安全系统工程分析法7

1.3失效分析中的常见误区7

1.3.1滥用失效分析概念7

1.3.2产品质量鉴定和失效原因8

1.3.3非金属夹杂物的作用8

1.3.4魏氏组织的影响10

1.4失效预防11

1.4.1失效预防技术及其进展11

1.4.2失效预防的实施12

1.4.3失效预防技术展望13

参考文献13

第2章断裂失效机理分析与对策14

2.1引言14

2.2 断裂性能评价14

2.2.1在拉伸载荷作用下的断裂评价14

2.2.2在冲击载荷作用下的断裂评价17

2.3断裂力学基础20

2.3.1线弹性条件下的断裂韧度21

2.3.2弹塑性条件下的断裂韧度28

2.4断裂形式32

2.4.1裂纹扩展形式32

2.4.2裂纹表面位移形式33

2.4.3断裂分类33

2.5过载断裂34

2.5.1过载断裂的定义及其影响因素34

2.5.2过载断裂的断口特征34

2.5.3韧性断裂35

2.5.4穿晶型韧窝断裂35

2.5.5滑移分离机理37

2.5.6拉伸应力型过载断裂的断口

特征38

2.5.7扭转和弯曲过载断裂的断口

特征39

2.5.8过载断裂的判断依据40

2.5.9过载断裂的对策41

2.6脆性断裂42

2.6.1脆性断裂现象42

2.6.2脆性断裂机理42

2.6.3脆性断裂理论52

2.6.4脆性断裂的判断依据59

2.6.5脆性断裂的对策60

2.6.6低温脆性断裂60

2.6.7回火脆性断裂65

2.7蠕变断裂68

2.7.1蠕变和蠕变失效68

2.7.2蠕变过程68

2.7.3蠕变断裂类型68

2.7.4蠕变变形与蠕变断裂机理69

2.7.5蠕变断裂的判断依据74

2.7.6蠕变断裂的对策76

2.8低熔点金属致脆断裂76

2.8.1低熔点金属致脆现象76

2.8.2低熔点金属致脆的特点77

2.8.3低熔点金属致脆及发生的条件77

2.8.4低熔点金属致脆机理78

2.8.5低熔点金属致脆的判断依据79

2.8.6低熔点金属致脆的对策80

2.9氢脆型断裂80

2.9.1氢脆型断裂的定义80

2.9.2氢脆型断裂研究80

2.9.3氢脆型断裂的特点81

2.9.4氢脆型断裂的基本条件81

2.9.5氢脆型断裂的类型82

2.9.6氢脆型断裂的氢浓度84

2.9.7钢和合金的氢脆85

2.9.8氢脆型断裂理论86

2.9.9氢脆裂纹的形成和扩展90

2.9.10氢脆裂纹扩展速度91

2.9.11氢脆断裂形式94

2.9.12高强度螺栓的氢脆本质95

2.9.13氢脆型断裂的影响因素99

2.9.14氢脆型断裂的判据依据101

2.9.15氢脆型断裂的对策101

失效机理分析与对策目录2.10疲劳断裂102

2.10.1疲劳断裂的定义102

2.10.2疲劳载荷的描述102

2.10.3疲劳断裂的分类103

2.10.4疲劳断裂过程及机理103

2.10.5疲劳裂纹扩展速率110

2.10.6疲劳载荷类型的判断110

2.10.7疲劳断裂的形式113

2.10.8影响疲劳强度的主要因素120

2.10.9疲劳断裂的特点124

2.10.10疲劳断裂的判断依据125

2.10.11疲劳断裂的对策128

参考文献129

第3章腐蚀失效机理分析与对策131

3.1引言131

3.2金属的钝化132

3.2.1钝化现象132

3.2.2钝化理论132

3.2.3极化曲线133

3.3均匀腐蚀134

3.3.1均匀腐蚀现象134

3.3.2均匀腐蚀程度的表征134

3.3.3均匀腐蚀的机理136

3.3.4均匀腐蚀的影响因素137

3.3.5均匀腐蚀的判断依据140

3.3.6均匀腐蚀的对策141

3.4局部腐蚀141

3.4.1电偶腐蚀141

3.4.2点腐蚀147

3.4.3缝隙腐蚀155

3.4.4晶间腐蚀159

3.4.5选择性腐蚀162

3.4.6垢下腐蚀166

3.4.7丝状腐蚀171

3.4.8蚁巢腐蚀172

3.4.9氢气病174

3.4.10电蚀176

3.4.11微生物腐蚀178

3.5流动诱导腐蚀183

3.5.1流体在管道中的流动特征183

3.5.2单相流和多相流中的冲刷腐蚀185

3.5.3流体加速腐蚀194

3.5.4空泡腐蚀198

3.5.5冲刷腐蚀、流体加速腐蚀和空泡

腐蚀的异同点203

3.6应力腐蚀开裂204

3.6.1应力腐蚀开裂定义204

3.6.2应力腐蚀开裂发生的条件204

3.6.3应力腐蚀产生的特点206

3.6.4应力腐蚀的形成机理207

3.6.5应力腐蚀过程210

3.6.6应力腐蚀裂纹与断口特征210

3.6.7应力腐蚀的常见形式211

3.6.8防止或减轻应力腐蚀的对策225

3.7腐蚀疲劳228

3.7.1腐蚀疲劳定义228

3.7.2腐蚀疲劳的特点229

3.7.3腐蚀疲劳的机理229

3.7.4腐蚀疲劳裂纹萌生231

3.7.5腐蚀疲劳裂纹扩展232

3.7.6腐蚀疲劳断裂的断口特征233

3.7.7腐蚀疲劳的防护对策234

3.8应力腐蚀和腐蚀疲劳的关系235

参考文献237

第4章磨损失效机理分析与对策239

4.1引言239

4.2润滑与摩擦239

4.2.1机械构件的润滑形式239

4.2.2轴承的润滑240

4.3磨损与磨损失效242

4.3.1磨损242

4.3.2耐磨性243

4.3.3磨损失效244

4.4磨损失效的分类244

4.5磨损失效的机理245

4.5.1黏着磨损245

4.5.2磨粒磨损248

4.5.3腐蚀磨损253

4.5.4微动磨损254

4.5.5冲蚀和气蚀磨损256

4.5.6疲劳磨损256

4.6磨损失效的基本特征263

4.7磨损失效模式的判断依据265

4.8磨损失效的预防对策269

参考文献270

失效机理分析是对失效的内在本质、必然性和规律性的研究，是人们对失效性质认识的理论升华和提高，是失效分析的精髓，是预防再失效的金钥匙。机械失效学起步较晚，其包含的学科比较多，涉及的内容比较繁杂，虽然人们对有些失效机理的研究比较深入，但更多的失效机理还处于研究过程之中，已经取得的一些成果也都具有明确的条件限制。例如，目前公认的钝化理论就有两种，这两种理论都认为由于在金属表面生成了一层极薄的钝化膜，因而阻碍了金属的溶解，只是这层钝化膜的存在还仅停留在假设阶段，使用现有的仪器和手段还不能予以证明。还有，人们对许多失效机理还知之甚少，如Cr-Mo系列钢（如42CrMo）的淬火裂纹总是沿晶型的，而其他类型钢的淬火裂纹却基本上都是穿晶型的原因；又如钢的沿晶疲劳断裂机理、金属的微生物腐蚀机理等。

无论失效分析如何分类，断裂、腐蚀和磨损始终是失效分析研究的重点。相对于单一的断裂失效，腐蚀和磨损的失效机理往往更复杂一些。有些类型的腐蚀（如冲刷腐蚀）和某种类型的磨损（如腐蚀磨损），其失效机理在本质上是一致的，只是在不同的失效分类中，强调的重点不同而已。在磨损失效中，既存在断裂问题（或微断裂问题），也存在断裂后新鲜断裂面的氧化腐蚀问题，也许还存在残余应力和环境问题等，这就导致了磨损失效的机理更为复杂。由于磨损的影响因素较多，磨损过程中也经常掺杂着其他类型的失效形式，这也导致了对磨损失效的分类始终无法统一。

本书对目前较为公认的断裂失效、腐蚀失效和磨损失效的机理进行了系统的归纳和整理，并对各种失效提出了有针对性的预防对策，其中不乏作者自己在多年实践与研究过程中的一些观点，希望能对从事材料应用和失效分析的工作者有所启迪和帮助。

感谢北京普瑞赛斯仪器有限公司在本书出版中给予的支持。

本书引用和参考了许多专家、学者的有关资料和论著，在此向他们致以诚挚的谢意！

由于作者水平有限，书中难免会有一些错误和不足之处，欢迎广大读者批评指正。

王荣