第2章 失效分析基本概念与技术

2.1 失效分析基本概念

2.1.1 相关术语

1.失效

产品及其零件在使用过程中，由于应力、时间、温度、环境介质及操作失误等因素的作用，丧失其规定功能和原有功能退化以致不能正常使用的现象称为失效。这种产品及其零件除了早期适应性运行及晚期损耗达到设计寿命的正常失效外，在运行期间，产品及其零件在何时、以何种方式发生失效是随机事件，无法完全预料。

失效可能发生于三种情况：完全不能工作；性能劣化已不能达到原有指标；失去安全工作能力。

2.失效分析

对在使用过程中发生各种形式失效现象的特征及规律进行分析研究，从中找出产生失效的主要原因及防止失效的措施的过程称为失效分析。

失效总是首先从某些零件的最薄弱环节开始的，而且在失效的部位保留着失效过程中的信息。通过对失效件的分析，明确失效类型，找出失效原因，采取改进和预防措施，防止类似的失效在设计寿命内再次发生，从而使产品质量得以提高，这就是失效分析的目的。从技术上和经济上都没有必要要求装备永不失效，失效分析的目的不在于制造具有无限使用寿命的产品，而是确保产品在规定的寿命期限内不发生早期失效，或者把失效限制在规定范围内，并对失效的过程进行监控、预警，以便采取紧急措施。

3.缺陷

产品未能满足相关技术标准规定的要求称为该产品存在缺陷；产品质量控制中的“缺陷”是指影响使用功能、寿命与可靠性，表现为“连续性”“均匀性”与“致密性”受到破坏的区域。

4.故障

产品不能执行规定功能的状态称为故障，通常指功能故障。失效与故障的含义有所不同。

5.事故

产品由于故障、失效、使用操作失误及环境因素等，而导致重大经济损失和人员伤亡等不良后果的现象称为事故。

6.缺陷、失效及事故的关系

缺陷、失效及事故分析与预防是一项技术性与社会性均很强的工作，是人类认识客观世界的一个重要窗口。随着制造业的发展和科学技术的进步，该项工作的意义愈显重要。

缺陷是因，失效是果；失效是因，事故是果。缺陷是失效的原因之一，失效是事故的原因之一。产品出现失效的原因可以归纳为零件缺陷、使用过失、环境因素和正常损耗四类。国内外的统计数据表明，四类因素的趋势是：零件缺陷—使用过失—环境因素—正常损耗，由大到小。这种统计数据的具体比例随产品的类型、质量等级和使用条件的不同而有所不同。在由零件缺陷导致的失效统计分析中，因设计失误导致的失效居首位，其次是材料缺陷和制造工艺缺陷。