上海舒懿市政工程有限公司

在机械工程领域，机械零件的失效是一个不可避免的问题，但了解其主要失效形式对于设计、制造和维护机械系统至关重要，机械零件的主要失效形式包括以下几种：

一、磨损

磨损是机械零件最常见的失效形式之一，它是由于零件表面相对运动时的摩擦导致材料逐渐损失的过程，根据磨损的机理，可分为磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。

磨粒磨损通常是由于外界硬颗粒进入零件表面之间，引起表面材料的切削和刮擦，在矿山机械中，矿石颗粒对破碎机的零件就会造成严重的磨粒磨损。

粘着磨损则是由于零件表面在接触压力和相对运动下，局部发生金属分子间的粘结，当相对运动时，粘结点被撕裂，从而导致材料的损失，这种失效形式在滑动轴承中较为常见。

疲劳磨损是由于零件表面承受循环应力作用，在表面或次表层形成疲劳裂纹，随着循环次数的增加，裂纹逐渐扩展，最终导致零件失效，齿轮的齿面在传动过程中就容易发生疲劳磨损。

腐蚀磨损是由于零件表面与周围环境中的腐蚀性介质发生化学反应或电化学反应，导致材料的腐蚀和磨损同时发生，在潮湿、腐蚀性气体或液体环境中工作的机械零件，容易出现腐蚀磨损。

二、断裂

断裂是机械零件失效的一种严重形式，它可能导致机械系统的停机和安全事故，断裂的原因主要有过载断裂、疲劳断裂和脆性断裂等。

过载断裂通常是由于零件承受的载荷超过了其设计强度，导致零件突然断裂，这种情况在意外过载或设计不合理时容易发生。

疲劳断裂是由于零件在循环载荷作用下，内部存在缺陷或应力集中部位，经过一定次数的循环后，缺陷处或应力集中部位开始萌生裂纹，并逐渐扩展，最终导致零件断裂，飞机发动机的涡轮叶片在高速旋转和高温环境下，容易发生疲劳断裂。

脆性断裂是指零件在没有明显塑性变形的情况下突然断裂，这种断裂通常发生在低温、高速冲击或材料本身脆性较大的情况下，在寒冷的冬季，一些金属零件可能会因为脆性断裂而失效。

三、变形

变形是指机械零件在工作过程中发生尺寸、形状或位置的改变，变形可能导致零件的配合精度降低、运动卡滞或影响机械系统的正常工作，变形的原因主要有弹性变形和塑性变形。

弹性变形是指零件在受力后发生的可逆变形，当外力去除后，零件能够恢复到原来的形状，这种变形通常在零件的弹性范围内发生，对零件的使用寿命影响较小。

塑性变形是指零件在受力后发生的不可逆变形，当外力去除后，零件不能恢复到原来的形状，塑性变形可能导致零件的尺寸精度降低，甚至影响零件的强度和可靠性，轴承在承受过大的载荷时，可能会发生塑性变形，导致轴承间隙增大，影响轴承的工作性能。

四、腐蚀

腐蚀是指机械零件与周围环境中的化学物质发生化学反应，导致材料的性能下降和失效，腐蚀的形式主要有均匀腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀等。

均匀腐蚀是指零件表面在整个暴露区域上均匀地发生腐蚀，使零件的尺寸逐渐减小，这种腐蚀形式较为常见，但通常不会导致零件的突然失效。

局部腐蚀是指零件表面在某些局部区域发生严重的腐蚀，而其他区域腐蚀较轻，局部腐蚀可能会导致零件的局部强度降低，从而引发零件的失效，不锈钢零件在氯离子环境中容易发生点蚀，严重时可能会导致零件穿孔。

应力腐蚀是指零件在特定的腐蚀介质和应力共同作用下，发生的一种腐蚀失效形式，这种腐蚀通常具有延迟性，即在一定时间后才会发生失效，在化工设备中，某些合金材料在特定的腐蚀介质中容易发生应力腐蚀开裂。

机械零件的失效形式不仅会影响机械系统的正常工作，还会导致生产效率降低、维修成本增加甚至危及人身安全，在机械设计、制造和维护过程中，必须充分考虑各种失效形式的影响，采取相应的措施来预防和减少零件的失效，通过合理的选材、优化设计、严格的加工工艺和有效的表面处理等方法，可以提高零件的抗磨损、抗断裂、抗变形和抗腐蚀能力，延长零件的使用寿命。

了解机械零件的主要失效形式是保证机械系统可靠运行的基础，只有通过不断地研究和实践，才能更好地掌握各种失效形式的特点和规律，采取有效的措施来预防和减少零件的失效，提高机械系统的可靠性和安全性。