超景深光学显微镜失效分析的典型要素

金属构件可能以多种方式失效。有时失效表现为断裂，有时则可能涉及功能丧失、磨损、腐蚀及变形。

失效调查的初始阶段是收集背景信息，一般在接手失效分析案例后，会关注如下信息：

1、涉及的材料

2、制造工艺

3、失效发生时的相关情况

4、工程图纸

5、相关技术标准及规范

6、其他可获得的背景资料

除了失效部件外，很关键的是要求委托方提供一个完好的、未使用过的参照部件进行对比，有时能很快定位，比如说，一个产品在拉伸测试过程中断裂（要求不断），通过和参照件对比，很快定位到是承力尺寸大幅减薄，从而快速定位，不用进行后续的切样、成分检测、微观观察等步骤。

在此阶段，完整记录部件的原始接收状态，并对整体断裂形貌和位置进行拍照至关重要。为了进行正确评估，防止断裂表面磨损非常重要。不应将断裂的部件拼回原位，这可能会破坏断口的形貌特征。

非常重要的一点，由于金属部件易发生氧化，理想的状况是尽快对失效部件进行检查，或至少将其保存在室内干燥环境中。之前就有委托方没有对断件进行涂油等防护，导致送来时已经锈蚀。

检测过程

1、无损评估/无损检测

根据金属合金类型，可以进行多种无损检测。无损检测可以揭示部件中的不连续性缺陷或额外裂纹。比较常见的无损检测类型包括：磁粉检测、声发射检测、射线检测、超声波检测。

2、宏观检查

宏观检查通常使用超景深显微镜。正是在这个步骤中对断口表面进行评估。

首先观察到的一个信息通常是断裂的起始点，即定位断裂源或多个源，并确定其位于表面还是次表面。

同时，注意断裂方向与正常或预期载荷方向的关系也很重要。裂纹萌生和扩展过程中在断口表面形成的形貌标记可用于评估断裂过程并确定断裂源。经验丰富的失效分析师通过对断裂源的检查，可以揭示失效原因并确定任何促成失效的因素。

3、微观检查

超景深显微镜可以检查断口表面，确定断口形貌，同时检查断裂源区域是否存在异常，并且对断裂进行分类并确定断裂类型。

同时，还可以通过能谱分析来收集表面存在的元素信息。这有助于确定是否存在可能促成失效的污染物或腐蚀性元素。

4、破坏性评估

破坏性评估包括任何改变证据的过程。这包括清洗以及某些类型的无损检测。在进行任何破坏性测试之前，必须格外谨慎。

1）机械性能测试

机械性能测试用于确定材料的性能及其在机械应用中的适用性。大多数金属都有规定的机械性能，可以通过测试来评估部件材料是否符合规范。

获取机械性能的方法包括：拉伸试验、硬度试验、压缩试验、冲击试验、疲劳试验和断裂韧性试验等，具体取决于部件的应用和性能要求。

2）金相检验

在金相检验过程中，小编通常通过砂轮切割等方式截取感兴趣的区域，并将样品镶嵌而不使其变形。随后将金相截面抛光腐蚀。显微组织检查可能揭示裂纹、非金属夹杂物、偏析、孔隙、晶粒尺寸或先前的机械/热处理痕迹。

3）化学分析

此外，可以进行化学分析以确定整体化学成分、局部元素含量、表面腐蚀产物和涂层化学成分。化学分析可以验证是否符合标准或规范、检测杂质、识别合金以及分析微量元素。

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