金属材料失效分析论文怎么写

金相技术作为金属材料研究和检验的手段，要追溯到100多年以前。1860年索拜开始运用显微镜研究、检查金属内部的组织；1864年他在历史上第一次发表了金属显微组织的论文；1916年在美国材料试验学会(ASTM)的会议上，第一次确认光学显微镜是研究和检验金属材料组织的有效手段。此后随着金属材料的发展和研究的需要，光学显微镜本身，照明系统和金相试样制备方法与设备等方面都有很大的改进和发展。目前金相技术是广泛应用的材料研究和检验方法；各国材料检验标准中，金相检验是物理检验的重要项目。需要进行金相检验的金属材料主要有以下几方面：1、过去，在钢铁及零部件的生产、维修、热处理等过程中，往往由于工艺设备不良，或者热处理操作不当等原因，引起金属材料材质的变化，使产品达不到质量标准。如果采用金相检验的方法来指导生产，监督产品质量，就可避免这种缺陷。2、钢铁零部件及大型铸锻件在使用一定时间以后或者在交变载荷和高温变化作用下，材料会逐渐劣化，材料的显微组织发生不同程度的变化，当这种变化达到一定极限时，就有可能致使零部件发生泄漏、变形或者突然断裂等事故，严重影响安全生产，此时可通过定期的金相检验，检查和监测材料的变化情况，及时采取合理的措施，避免安全事故的发生。3、金相检验是金属材料失效分析的一项很重要的工作，包括宏观检验和微观检验，常有一下几个方面的内容：（1）低倍酸蚀验验。检查材料的内部偏析、疏松、夹杂、气孔等缺陷；表面折叠、夹砂、斑疤等缺陷；内裂纹、白点、过烧等；锻造流线、焊接质量、磨削烧伤等。（2）利用硫印和磷印法检验钢中硫和磷的偏析。（3）显维组织分析来判断失效件的热处理或冷加工工艺是否正常。（4）分析失效件在工作条件下发生的腐蚀、磨损、氧化、和表面加工硬化等。（5）根据失效件上裂纹特征及裂纹两侧的显微组织来判断裂纹的性质。（6）通过失效件材料内部的非金属夹杂物分析来判断材质是否合格。4、 各国标准中要求的必须进行金相检验部分。主要包括各种金属材料产品的原材料检验、产品的过程检验、产品的出厂检验、第三方抽检及焊接工艺评定等

金家族之一：铝合金航空用铝合金密度低、耐腐蚀性能好，且具有较高的比强度、比刚度，容易加工成型，有足够的使用经验，这些优点使其成为飞机结构的理想材料。从诞生以来，铝合金随着飞机设计的要求而不断发展，其性能也日益强大。例如，1954年，英国的3架“彗星”飞机先后坠毁，事故分析表明，坠机的主要原因是材料疲劳以及部分 7075-T6铝合金构件被严重腐蚀。经过探索，研究人员突破了过时效热处理问题，研制出第二代耐腐蚀铝合金，有效提升了飞机的安全水平。如今，航空铝合金的发展已经进入第六阶段。2005年 4月 27日，世界上最大的宽体客机空客A380在图卢兹机场成功首飞。A380能够取得成功，先进材料的应用立下了汗马功劳。其中，加拿大铝业公司和美国铝业公司就为 A380开发了新型铝合金材料。根据 A380各部件的特点，加拿大铝业公司开发出了7040-T7651、7449、2027-T3511等一系列铝合金。每种合金都具有不同的性能和特点。在A380项目中，用7085锻件制造的应急舱门，零件数量从 147个减至 40个，紧固件由 1400个减至 450个，重量减轻了 20%，成本降低了 20%〜25%，承载能力和疲劳寿命也得到了显著提高。合金家族之二：钛合金钛及钛合金材料密度低、比强度高（目前金属材料中最高）、耐腐蚀、耐高温、无磁、组织性能和稳定性好，可以与复合材料结构直接连接，而且两者之间的热膨胀系数相近，不易产生电化学腐蚀，具有优良的综合性能。因此，钛合金在航空领域得到越来越广泛的应用。洛克希德公司的“黑鸟”高空高速战略侦察机 SR-71，飞行速度超过 3马赫，在高速飞行时，机体表面温度将超过常规铝合金蒙皮的极限，如果用钢制造，飞机重量会大大增加，影响飞行速度和升限等性能。因此，SR-71的机身大量采用了钛合金，总重达 30多吨，占飞机结构重量的 93%。随着人们对飞机性能要求的不断提高，民用飞机的钛合金用量也在逐渐增加。早期波音 707上的钛合金部件用量仅占结构总重量的 2%，到最新的波音 787，占比高达 15%。此外，钛合金也是制造航空发动机的主要材料。早期美国 F-4战斗机使用的 J79发动机，钛合金的用量只有50千克，不到总重量的2%。而现在大多数航空发动机的钛用量已经达到发动机总重量的25%〜30%。如波音 747、767的发动机 JT9D，其用钛量为总重量的 25%；空客A320的V2500发动机，其用钛量为总重量的 31%。钛合金的另一大用途是作为螺栓、铆钉等紧固件材料。这些紧固件虽小，但用量却很大，使用钛合金紧固件可以大大减轻重量。据估算，C-5大型运输机有 70%的紧固件为钛合金紧固件，飞机因此而减重 1吨左右。现在钛合金 3D打印技术已用于飞机制造。钛合金3D打印技术由于摆脱了传统的模具制造这一显著延长研发时间的环节，可以制造高精度、高性能、高柔性和快速制造结构十分复杂的金属零件，因而为先进飞机结构的快速研发提供了有力的技术手段。合金家族之三：超高强度钢超高强度钢在强度、刚性、韧性以及价格等方面具有很多优势，且拥有在承受极高载荷条件下保持高寿命和高可靠性的特点，在航空领域得到广泛使用。例如，飞机的起落架要承受冲击等复杂载荷，而且载荷巨大，同时还要求起落架舱容积尽可能小，超高强度钢绝对强度大、稳定性好，因此成为起落架的首选材料。20世纪 60年代，美国成功开发了 300M超高强度钢。300M钢的抗拉强度高，达到 1860MPa以上。它的横向塑性高，断裂韧性好，与同强度低合金超高强度钢相比，300M钢的抗疲劳性能更好，在介质中的裂纹扩展速率低。这些特点使得 300M钢成为大型飞机起落架的主要材料。1992年，美国又开发了 AreMet100。AreMet100与 300M的强度级别相同，但耐腐蚀性能和耐应力腐蚀性能较 300M钢有较大提高，是目前综合性能最好的超高强度钢。F-22、F/A-18E/F就使用了AreMet100作为飞机起落架的主要材料。

可以从材料的发展史如石器、青铜器、铁器、非金属等的过程，谈材料科学的重要性。因为科学技术的发展过程，实际也是新型材料的发展过程。要引用资料（数据或事例）说明新材料及材料科学的发展与民生及国民经济的密切关系。