随着科学技术和工业生产的迅速发展,材料的质量和零部件的精度虽得到很大提高,但各行业中使用的产品及其零部件早期失效仍时有发生。产品在生产制造或使用过程中,由于各种原因,丧失或达不到设计规定的功能,或者产生断裂,有的失效甚至重复发生,不能安全可靠地进行运转和继续服役。产品的失效不仅会对企业造成直接经济损失,往往还会引起产品减产或停产,实际损失巨大;失效引起人员伤亡事故时,损失更是难以用经济数字来表示。所以,当产品失效时,有必要针对失效件进行分析,找出产品失效的模式和原因,弄清失效的机理和规律,避免失效的再次发生和更大的经济损失。
1)失效分析有助于责任判定。很多失效事故不仅仅要求找到失效原因,改进和优化工艺;很多时候需要失效分析机构给出仲裁结论,判定责任,相关方以此为依据进行赔偿事宜的谈判。例如:某车用螺栓在使用过程中发生断裂,供货方发现使用方在装配时不使用扭矩扳手,存在预紧力过大的情况,随即就把失效原因归结为装配问题;使用方将失效件送至失效分析机构分析后,发现螺栓心部硬度明显偏低,不符合订货技术要求,心部组织为回火索氏体和大量残留奥氏体,螺栓断裂系制造过程中的质量问题所导致的;供货方负主要责任,使用方虽然在装配环节存在问题,只负次要责任,供货方在见到失效分析报告后,同意赔偿损失。
世界经济日益成为紧密联系的一个整体,经贸往来愈加频繁,失效事故责任判定的工作意义会更大,也会更加引起政府部门和各企业的关注与支持。
2)失效分析是修订规范和标准的基础。随着企业生产和科研水平的提高,部分产品规范和标准逐渐不能满足使用需求,即需要对原有的规范和标准进行适当修订。修订工作的科学依据离不开产品的实际运行情况,而了解产品服役过程中的失效方式和预防失效的措施,才能有效指导规范和标准的修订。例如:某型车辆用扭杆在使用过程中发生断裂失效,经失效分析后认为是在热处理过程中引入了氢,导致扭杆发生氢致延迟断裂。该扭杆原热处理工艺采用氮气、甲烷裂解保护气氛,试验验证发现此工艺处理前后扭杆的氢含量高了一个数量级,且断口具有氢致断裂的“鸡爪痕”特征。科学的失效分析查明了真正的失效原因,为重新修订处理规范和工艺标准提供了准确有效的依据,在将热处理工艺改进为涂料保护后,改进工艺避免了失效的再次发生,提高了产品的耐久性。
3)失效分析有助于提高产品质量。多数产品在使用过程中发生的早期失效原因都是产品质量存在问题。通过失效分析将失效原因反馈到相关部门,使生产企业知道从哪些方面去调整、增强或采取相应改进措施,有助于产品的质量提高。例如,某车用板材在冷弯后发现数件产生裂纹,经失效分析查明原因为板材存在严重偏析,导致冷弯性能恶化,沿偏析带形成裂纹。将材料存在缺陷的失效原因反馈后,通过工艺改进和控制,消除了严重偏析,提高了产品质量。