本书应用失效分析工程学的观点和方法，系统地介绍了金属零件在使用过程中发生断裂、磨损、腐蚀失效的形貌特征、影响因素、预防措施及具体的分析方法。本书主要内容包括：概论、失效分析基础知识、失效分析基本方法、静载荷作用下的断裂失效分析、疲劳断裂失效分析、磨损与腐蚀失效分析、金属零件加工缺陷与失效、失效分析实例。本书强调断口分析在失效分析中的重要意义，分析了断口位置、特征与零件失效的关系。本书着重于各类失效特征的描述和失效分析思路及其方法的运用，强调理论与实践的结合，书中给出了较为丰富的典型失效分析实例，针对性和实用性强。 本书可供从事金属零件设计、制造、使用、失效分析及质量管理的工程技术人员使用，也可供高等院校材料科学与工程、机械设计与制造等专业师生参考，还可作为高等院校失效分析有关课程及各类培训班的教材或教学参考书。

孙智，中国矿业大学教授。曾任中国矿业大学机电与材料工程学院材料工程系主任、机械基础与CAD实验教学中心主任、副院长，材料科学与工程学院党总支书记、党委书记，应用技术学院院长。兼任江苏省焊接学会副理事长、徐州市理化检验学会理事长。担任国家科学技术奖评审专家、中国机械工程学会失效分析学会失效分析专家。主要从事金属材料（复合材料）、金属热处理、金属成形性、金属腐蚀与防护、金属零件失效分析等方面的理论研究、工程技术开发和教学工作。获得省部级科技进步奖3项、国家一级学会科技奖3项和教学奖1项、学校科学技术奖3项、学校教学成果奖3项。发表论文140余篇，其中SCI、EI收录80余篇。出版专著及教材5部。获得授权发明专利8件。

目录第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章概论1
1.1失效与失效分析1
1.1.1失效1
1.1.2失效分析2
1.2失效分析的意义与作用4
1.2.1失效分析的意义4
1.2.2失效分析的作用7
1.3失效分析的历史、现状与发展趋势11
1.3.1失效分析的历史12
1.3.2国外失效分析工作状况14
1.3.3我国失效分析工作状况15
1.3.4失效分析的发展趋势17
第2章失效分析基础知识21
2.1机械零件失效形式与来源21
2.1.1机械零件失效形式及原因21
2.1.2机械零件失效的来源24
2.2应力集中与零件失效25
2.2.1应力集中与应力集中系数25
2.2.2应力集中对零件失效的影响27
2.2.3降低应力集中的措施30
2.3残余应力与零件失效32
2.3.1残余应力简介32
2.3.2残余应力的产生32
2.3.3残余应力对零件失效的影响39
2.3.4消除和调整残余应力的方法41
2.4材料的韧性与断裂设计43
2.4.1低应力脆性断裂及材料的韧性43
2.4.2断裂韧度在失效分析中的应用46
2.5应力分析与失效分析47
2.5.1应力状态分析与强度理论47
2.5.2单向拉(压)应力50
2.5.3平面拉应力53
2.5.4弯曲应力54
2.5.5扭转应力56
2.5.6交变应力58
2.5.7接触应力63
第3章失效分析基本方法65
3.1失效分析的思路及方法65
3.1.1失效分析的原则65
3.1.2相关性分析的思路及方法67
3.1.3系统工程的分析思路及方法69
3.1.4数理统计的分析思路及方法75
3.1.5机器学习技术的应用78
3.2失效分析的程序81
3.3断口分析的任务与方法84
3.3.1断口处理方法及断口分析的任务85
3.3.2断口的宏观分析88
3.3.3断口的微观分析95
3.3.4计算机在金属断口图像识别中的应用105
第4章静载荷作用下的断裂失效分析107
4.1过载断裂特征与失效分析107
4.1.1过载断裂及断口的一般特征107
4.1.2影响过载断裂断口特征的因素109
4.1.3扭转和弯曲过载断裂断口的宏观特征113
4.1.4过载断裂断口的微观特征115
4.2材料致脆断裂特征与失效分析115
4.2.1回火脆性断裂115
4.2.2冷脆金属的低温脆断119
4.2.3第二相质点致脆断裂121
4.3环境致脆断裂失效分析123
4.3.1应力腐蚀开裂123
4.3.2氢致脆断132
4.3.3低熔点金属的接触致脆断裂136
4.3.4高温长时致脆断裂(热脆)138
4.3.5蠕变断裂139
4.4混合断裂失效分析143
第5章疲劳断裂失效分析145
5.1疲劳断裂失效的基本形式和特征145
5.1.1疲劳断裂失效的基本形式145
5.1.2疲劳断裂失效的一般特征146
5.2疲劳断口宏观特征与疲劳源分析148
5.2.1疲劳断口的宏观特征148
5.2.2疲劳断口各区域的位置与形状151
5.3疲劳断口的微观特征及疲劳性质判定156
5.4疲劳断裂失效类型与鉴别159
5.4.1机械疲劳断裂159
5.4.2腐蚀疲劳断裂163
5.4.3热疲劳断裂165
5.5疲劳断裂的原因与预防措施166
5.5.1疲劳断裂的原因166
5.5.2疲劳断裂的预防措施169
第6章磨损与腐蚀失效分析172
6.1磨损失效分析172
6.1.1磨损及磨损失效172
6.1.2磨损失效分析的步骤与内容173
6.1.3磨损失效模式的判断175
6.1.4磨损失效的预防措施176
6.2腐蚀失效分析183
6.2.1腐蚀及腐蚀失效183
6.2.2腐蚀失效的基本类型186
6.2.3腐蚀失效分析的步骤与内容194
6.2.4几种腐蚀失效模式的区别195
6.2.5腐蚀失效的预防措施197
第7章金属零件加工缺陷与失效202
7.1铸造缺陷与失效203
7.1.1常见的铸造缺陷与特征203
7.1.2铸造缺陷对失效行为的影响207
7.1.3石墨形态对铸铁件热疲劳行为的影响208
7.1.4铸造缺陷致使机械零件失效实例211
7.2锻造缺陷与失效213
7.2.1常见的锻造缺陷与特征213
7.2.2锻造缺陷对失效行为的影响215
7.2.3锻造缺陷致使机械零件失效实例216
7.3焊接缺陷与失效219
7.3.1常见的焊接缺陷与特征219
7.3.2焊接缺陷对失效行为的影响223
7.3.3焊接缺陷致使机械零件失效实例223
7.4热处理缺陷与失效226
7.4.1常见的热处理缺陷与特征226
7.4.2热处理缺陷对失效行为的影响228
7.4.3热处理缺陷致使机械零件失效实例228
7.5切削加工缺陷与失效232
7.5.1常见的切削加工缺陷与特征232
7.5.2切削加工缺陷对失效行为的影响232
7.5.3切削加工缺陷致使机械零件失效实例234
7.6磨削加工缺陷与失效235
7.6.1常见的磨削加工缺陷与特征235
7.6.2磨削加工缺陷对失效行为的影响236
7.6.3磨削加工缺陷致使机械零件失效实例236
第8章失效分析实例238
8.1风机轴断裂分析238
8.1.1概况238
8.1.2失效分析过程238
8.1.3结论与点评243
8.2矿井提升绞车减速齿轮早期开裂分析243
8.2.1概况243
8.2.2失效分析过程243
8.2.3结论与点评248
8.3振动压路机驱动桥弧齿准双曲面齿轮的失效分析248
8.3.1概况248
8.3.2失效分析过程249
8.3.3工艺措施与点评252
8.4电站锅炉联箱导汽管爆管失效分析253
8.4.1概况253
8.4.2失效分析过程253
8.4.3结论与点评260
8.5供热管道不锈钢波纹管膨胀节失效分析261
8.5.1概况261
8.5.2失效分析过程262
8.5.3结论与点评266
8.6潜水泵叶轮腐蚀破裂分析267
8.6.1概况267
8.6.2失效分析过程267
8.6.3结论与点评272
8.7凝汽器铜管腐蚀失效分析272
8.7.1概况272
8.7.2失效分析过程273
8.7.3结论与点评278
8.8卧式离心机叶片开裂失效分析279
8.8.1概况279
8.8.2失效分析过程280
8.8.3结论与点评281
8.9高压气缸外缸螺栓断裂分析282
8.9.1概况282
8.9.2失效分析过程282
8.9.3结论与点评290
8.10磨煤机变速箱高速轴断裂分析291
8.10.1概况291
8.10.2失效分析过程291
8.10.3结论与点评294
参考文献295