失效分析是一門發(fā)展中的新興學(xué)科，近年開始從軍工向普通企業(yè)普及。它一般根據(jù)失效模式和現(xiàn)象，通過分析和驗(yàn)證，模擬重現(xiàn)失效的現(xiàn)象，找出失效的原因，挖掘出失效的機(jī)理的活動(dòng)。在提高產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)開發(fā)、改進(jìn)，產(chǎn)品修復(fù)及仲裁失效事故等方面具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。

金屬材料常見有斷裂失效、變形失效、腐蝕失效分析和磨損失效四種。

失效分析意義：

1、減少和預(yù)防同類機(jī)械零件的失效現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生，保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

2、分析機(jī)械零件失效原因，為事故責(zé)任認(rèn)定、偵破刑事犯罪案件、裁定賠償責(zé)任、保險(xiǎn)業(yè)務(wù)、修改產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等提供科學(xué)依據(jù)。

3、為企業(yè)技術(shù)開發(fā)、技術(shù)改造提供信息，增加企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)含量，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

機(jī)械產(chǎn)品的失效是不以人們意志為轉(zhuǎn)移的客觀事實(shí)。一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)械裝置、甚至于簡(jiǎn)單機(jī)械零件，一旦失效，輕者喪失原有的功能，嚴(yán)重的甚至造成重大設(shè)備與人身傷亡事故，不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失而且會(huì)產(chǎn)生不良的社會(huì)影響。

機(jī)械產(chǎn)品的失效一般可分為非斷裂失效與斷裂失效兩大類。非斷裂失效一般包括磨損失效、腐蝕失效、變形失效及功能退化失效等。

斷裂失效是機(jī)械產(chǎn)品最主要和最具危險(xiǎn)性的失效，其分類比較復(fù)雜，一般有如下幾種：  

（1）按斷裂機(jī)理分為滑移分離、韌窩斷裂、蠕變斷裂、解理與準(zhǔn)解理斷裂、沿晶斷裂和疲勞斷裂；

（2）按斷裂路徑分為穿晶、沿晶和混晶斷裂；

（3）按斷裂性質(zhì)分為韌性斷裂、脆性斷裂和疲勞斷裂。在失效分析實(shí)踐中大都采用這種分類法。

斷裂失效分析是從分析斷口的宏觀與微觀特征入手，確定斷裂失效模式，分析研究斷口形貌特征與材料組織和性能、零件的受力狀態(tài)以及環(huán)境條件（如溫度、介質(zhì)等）等之間的關(guān)系，揭示斷裂失效機(jī)理、原因與規(guī)律，進(jìn)而采取改進(jìn)措施與預(yù)防對(duì)策。

韌性斷裂失效分析

韌性斷裂又叫延性斷裂和塑性斷裂，即零件斷裂之前，在斷裂部位出現(xiàn)較為明顯的塑性變形。在工程結(jié)構(gòu)中，韌性斷裂一般表現(xiàn)為過載斷裂，即零件危險(xiǎn)截面處所承受的實(shí)際應(yīng)力超過了材料的屈服強(qiáng)度或強(qiáng)度極限而發(fā)生的斷裂。

工程材料的顯微結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特定的顯微結(jié)構(gòu)在特定的外界條件（如載荷類型與大小，環(huán)境溫度與介質(zhì)）下有特定的斷裂機(jī)理和微觀形貌特征。金屬零件韌性斷裂的機(jī)理主要是滑移分離和韌窩斷裂。

滑移分離：韌性斷裂最顯著的特征是伴有大量的塑性變形，而塑性變形的普遍機(jī)理是滑移，即在韌性斷裂前晶體產(chǎn)生大量的滑移。過量的滑移變形會(huì)出現(xiàn)滑移分離，其微觀形貌有滑移臺(tái)階、蛇形花樣和漣波等。

韌窩斷裂是金屬韌性斷裂的主要特征。韌窩又稱作迭波、孔坑、微孔或微坑等。韌窩是材料在微區(qū)范圍內(nèi)塑性變形產(chǎn)生的顯微空洞，經(jīng)形核、長(zhǎng)大、聚集，最后相互連接導(dǎo)致斷裂后在斷口表面留下的痕跡。

韌窩形貌（SEM） 金屬零件韌性斷裂失效分析依據(jù)：

（1） 斷口宏觀形貌粗糙，色澤灰暗，呈纖維狀；邊緣有與零件表面呈45°的剪切唇；斷口附近有明顯的塑性變形，如殘余扭角、撓曲、變粗、縮頸和鼓包等。 

（2） 斷口上的微觀特征主要是韌窩。