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文档简介

HB 中华人民共和国航空行业标准 FL 9 5 0 0 HB 7 7 3 9一2 0 0 4 航空金属制件失效分析 程序与要求 F a i l u r e a n a l y s i s p r o c e d u r e a n d r e q u i r e me n t s f o r a e r o n a u t i c a l me t a l ma t e r i a l p r o d u c t s 2 0 0 4 一0 2 一1 6发布2 0 0 4 一0 6 一0 1 实施 国防科学技术工业委员会发 布 HR 7 7 3 9一 2 0 0 4 前言 本标准由中国航空工业第二集团公司提出。 本标准由中国 航空 综合技术研究所、 北京航空 材料研究院归口 。 本标准起草单位 : 北京航空材料研究院、 贵州新艺机械厂、 南方航空动力机械公司。 本标准主要起草人: 赵爱国、 张卫方、 朱明、 付明华。 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 HB 7 7 3 9 一2 0 0 4 航空金属制件失效分析 程序与要求 1 范围 本标准规定了航空用金属制件失效分析的术语和定义、 总则、 程序与要求等。 本标准适用于航空用金属制件的失效分析, 也 适用于其它武器装备用金属制件的失效分析。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日 期的引用文件, 其随后所有的 修改单( 不 包含勘误的内 容) 或修订版均不适用于本标准, 然而, 鼓励根据本标准达成协议的各方研究是 否可 使用这些文件的最新版本。凡是不注日 期的引 用文 件, 其最新版本适用于本标准。 G J B 4 5 1 可靠性维修和术语 G J B 2 6 9 2 飞行事故调查程序与要求 H B 7 4 7 8 航空 装备失效分析人员资格鉴定 3 术语和定义 G J B 4 5 1 确定的以及下列术语和定义适用于本标准。 3 . 1 制件 p r o d u c t 由金属材料制成的各种零件、 部件及其组件等。 3 . 2 失效件f a i l u r e p r o d u c t 丧失规定功能的制件。 3 . 3 失效分析 f a i l u re a n a l y s i s 对失效件的宏观特征与 微观特征、 材质、 工艺、 理化性能、 规定功能、 受力状态及环境因素等进行综合 分析, 判明失效模式与原因, 提出预防与纠正措施的技术与管理活动。 3 . 4 失效模式f a i l u re m o d e 失效的宏观表现形式和过程规律。 3 . 5 失效机理f a i l u re m e c h a n i s m 引起失效的内在原因和本质。 3 . 6 残骸 w r e c k a g e 因发生事故而破损的航空装备组件、 附件、 零件及其碎片等。 3 . 7 残骸分析 w r e c k a g e a n a ly s i s 为查明事故原因 而对残 骸进行的检查分析工作. 包括残骸拼凑、 破坏顺序分析、 痕迹分析、 断裂及其 I HB 7 7 3 9 一2 0 0 4 它失效特征分析、 受载情况分析以及材质分析等。 3 . 8 痕迹w i t n e s s m a r k 力学、 化学、 热学、 电 学等因素单独地或共同 地作用于制件, 而在制件上形成的各种印迹、 颜色或材料 粘结等。 3 . 9 痕迹分析 w i t n e s s m a r k a n a l y s i s 对痕迹进行诊断鉴别, 找出其形成和变化的原因, 为失效分析提供线索和依据的过程。 4总则 4 . 飞 失效分析的目 的 确定失效分 析的对象( 肇事件或首先失效件) , 判断失效件的失效模式, 找出引发失效的原因, 提出 改 进或预防措施, 防止同 类失效事件再次发生, 保障航空装备的 使用安全。 4 . 2 失效分析的原则 4 . 2 . 1 尖 嘟 : 分析工作应遵守有关的法律和法规。 4 . 2 . 2 失效分析工作应做到科学严谨、 客观公正、 深人全面。 4 . 3 对失效分析人员的要求 4 . 3 . 1 从事失效分析的工程技术人员应具备以下素质: a ) 坚持科学性、 客观性和公正性的原则; b ) 工作作风严谨 , 具有优良的职业道德; 日 看问 题全面, 具有较强的逻辑思维能力; d ) 具有一定的 专业基础理论知识和实践经验; e ) 具有较高的试验、 分析技能。 4 . 3 . 2 失效分析人员应按H B 7 4 7 8 的有 关规定, 经过培训考核, 并取得资格证书。 4 . 4 对仪 器设备的要求 分析用的仪器设备应在完 好状态下使用, 计量 仪器 须经检定 合格后在有效期内 使用。 4 . 5 对环境条件的要求 仪器设备使用时, 应满足相应的试验环境( 如温度、 湿度等) 要求。 46 失效分析的一般程序 航空用金属制件的失效分析一般按下列程序进行: a ) 失效事件的调查; b )肇事件或首先失效件的 确定; c ) 失效件的收 集与保管; d ) 失效件背景资料的收 集; e ) 失效分析方案与实施细节的制定; f ) 试验与分析; 9 ) 失效分析报告的编写。 5 程序与要求 5 . 1 失效事件调查 5 . 1 . 1 等 级事故调查 等级事故的相 关调查应有失效分析专业技术人员参与, 以了解其失效环境、 相关制件及系统失效时 的 工作状况, 为判断肇事件( 或首先失效件) 及综合判断失效原因提供依据。调查程序按照G J B 2 6 9 2 中 z 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 H B 7 7 3 9 一 2 0 0 4 的有关规定及其他相关标准进行, 调查结束后, 应形成事故调查报告。调查内容包括: a ) 事故发生的过程、 地点以及周围的环境等; b ) 寻找事故残骸, 记录残骸的分布与状态, 并记录损伤的痕迹; c ) 调查事故发生前后及事故发生时装备的工作情况; d ) 收集有关的设计及工艺图 样、 工艺规程、 生产过程以及工作原理等技术资料( 含原始记录) 。 5 . 1 . 2 非等级事故调查 对未造成等级事故失效 事件的调查应 参照5 . 1 . 1 的有关规定进行。 5 . 2 旅事件或首先失效件的确定 根 据5 . 1 的调查结果, 在对整 个系统全面了 解的基础上, 综合系统地分析失效件的损伤特征( 如痕 迹、 变形和断口等) , 确定肇事件或首先失效件。 5 . 3 失效件的收集与保管 对在调查中取得的失效 件应按下列要 求进行收集与保管: a ) 失效件及其相关残骸的收集应充分; b ) 失效分析前应防止 失效件发生新的损伤, 应完整保护失效件损伤特征。严禁触摸、 碰撞失效件 断口 及其它 失效特征部位, 严禁将两匹 配断口 对合, 分析前严禁对失效件进行破坏性处理; c ) 失效分 析过程中, 有时 需要对失效件进行分 解。分解前, 应用文字、 草图、 照相、 录相等方式详细 记录其相关位置与外观特征, 包括尺寸、 表面颜色与状态、 损伤与变形、 表面附着物等, 详细记录 分解过程。分解时应尽可能地保持失效件的原有状态。 对分解的失效件应进行妥善的保管, 避 免遭受二次损伤、 污染和腐蚀; d ) 失效分析后的失效 件应妥善保管。 5 . 4 失 效件背景资料的收集 为了准确地分析引发失效的原因、 应收集失效件的有关资料 , 包括: a ) 失效件的基本情况, 包括设 计、 制造、 使用、 维修以 及履历等; b ) 国内 外同 类零件的失效情况等; c ) 其它。 5 . 5 失效分析方案与实施细节的制订 在进行分析前, 承担失效分析任务的 单位, 应在分析失效件有关背景资料的 基础上, 制订失效分析方 案与实施细节。 分析方案包括: 分析目 的、 分析内容、 试验方法及 进度安排等。 5 . 6 试验与分析 5 . 6 . 1 失效件的宏观分析 失效件在进行清洗和切 割之前, 用肉 眼或放大镜对尺寸、 表面颜色与 状态、 损伤与变形、 表面附着物 等形貌特征进行仔细地观察, 并采用文字描述、 草图构画、 照相、 录相等方式详细记录。失效件损伤特征 及位置可在实体显微镜下作 进一步的观察与分析, 以便较全面地掌握失效件的宏观特征( 断裂起源与扩 展方向、 源区 形貌、 腐蚀与磨 损的深度与颜色、 损 伤痕迹与特征等) , 为判断失效模式提供依据。 5 . 6 . 2 失效件的微观分析 在宏观观察与分析的 基础上, 利用光学显微镜( O M) 、 扫描电 镜( S E M) 等对失效件损伤特征包括源区 的 位置、 形貌特征、 微区 成分、 材料冶金缺陷、 源区附近的加工痕迹以 及外来物等进行微观观察与分析, 为 判明失效模式、 分析失效机理及失效原因 提供依据。 5 . 6 . 3 失效件的材质及缺陷分析 下列各项检验应在不破坏主要失效特征的前提下, 按相应的标准进行: a ) 组织结构分析: 用肉眼、 光学显微镜和电子显微镜等对失效件的 低倍组织、 高倍组织、 夹杂物及 晶 粒度等 进行检查分析。 必要时, 用X 射线能谱仪 或波 谱仪等对微区成分进行分析; HB 7 7 3 9一 2 0 0 4 b ) 化学成分分析: 在失效分析中, 一般要对失效件的化学成分进行分析, 以判定材料的成分是否符 合标准要求。必要时, 需对表面沉积物、 腐蚀产物及表面镀层等进行成分分析; c ) 力学性能测定: 根据失效分析的目的、 要求及可能性, 对硬度、 室温拉伸、 冲击、 疲劳及高温下的 力学性能等进行测定 , 以评定失效件的工艺与材质是否符合要求; d ) 无损检测: 必要时, 可对失效件或同 批次制 件进行 X 射线照相检验、 磁粉检 查、 荧光 渗透、 超声波 检查等无损检测; e ) 残余应力测定: 必要时, 采用X 射线衍射法测定失效件或同 批次制件的残余应力。 5 . 6 . 4 失效件的制造质且分析 对失效件的制造工艺、 加工质量、 结构尺寸等 进行分析, 以评定失效件的制造质量是否符合标准要 求。 5 . 6 . 5 失效件的受力分析 根据失 效件结构的特点, 分析结构的 受力状态及应力大小, 必要时采用应变法、 光弹法等方法测定失 效件承受的载荷并绘制结构受力图。 5 . 6 . 6 失效件的断口反推 必要时, 可对失效件的断口进行反推, 以估算失效件的原始疲劳质量、 疲劳寿命 、 失效过程中所承受 的应力以及判断失效件断裂的先后顺序等。 5 . 6 . 7 模拟试验 在需要与可能的条件下, 通过模拟试验来验证制件失效的模式和原因。 5 . 6 . 8 综合分析 根据现场调查结果及收集到的背 景资料, 结合5 . 6 . 1 -5 . 6 . 7 的试验分析结果, 对失效模式与原因进 行全面系统的综合分析, 以判断失效模式, 找出失效的原因。 5 . 6 . 9 改进与预防建议 针对失效原因提出 相应的纠正、 改进与预防措施, 并在可能的条件下进行试验验证。 5 . 7 失效分析报告的编写 5 . 7 . 1 失效分析 报告应层次分明、 结构严谨、 文字准确、 图表清晰, 一般应包括以下内容: a ) 任务的来源; b ) 背景情况介绍: 失效件的制造工序、 本身的 功能、 工作条件、 发生失效事件的过程以及失效件的 制造、 修理及使用等基本情况; c )

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