失效分析是一門發(fā)展中的新興學科，近年開始從軍工向普通企業(yè)普及。它一般根據失效模式和現象，通過分析和驗證，模擬重現失效的現象，找出失效的原因，挖掘出失效的機理的活動。在提高產品質量，技術開發(fā)、改進，產品修復及仲裁失效事故等方面具有很強的實際意義。

金屬材料常見有斷裂失效、變形失效、腐蝕失效分析和磨損失效四種。

失效分析意義：

1、減少和預防同類機械零件的失效現象重復發(fā)生，保障產品質量，提高產品競爭力。

2、分析機械零件失效原因，為事故責任認定、偵破刑事犯罪案件、裁定賠償責任、保險業(yè)務、修改產品質量標準等提供科學依據。

3、為企業(yè)技術開發(fā)、技術改造提供信息，增加企業(yè)產品技術含量，從而獲得更大的經濟效益。

機械產品的失效是不以人們意志為轉移的客觀事實。一個機械系統、機械裝置、甚至于簡單機械零件，一旦失效，輕者喪失原有的功能，嚴重的甚至造成重大設備與人身傷亡事故，不僅造成重大經濟損失而且會產生不良的社會影響。

機械產品的失效一般可分為非斷裂失效與斷裂失效兩大類。非斷裂失效一般包括磨損失效、腐蝕失效、變形失效及功能退化失效等。

斷裂失效是機械產品最主要和最具危險性的失效，其分類比較復雜，一般有如下幾種：  

（1）按斷裂機理分為滑移分離、韌窩斷裂、蠕變斷裂、解理與準解理斷裂、沿晶斷裂和疲勞斷裂；

（2）按斷裂路徑分為穿晶、沿晶和混晶斷裂；

（3）按斷裂性質分為韌性斷裂、脆性斷裂和疲勞斷裂。在失效分析實踐中大都采用這種分類法。

斷裂失效分析是從分析斷口的宏觀與微觀特征入手，確定斷裂失效模式，分析研究斷口形貌特征與材料組織和性能、零件的受力狀態(tài)以及環(huán)境條件（如溫度、介質等）等之間的關系，揭示斷裂失效機理、原因與規(guī)律，進而采取改進措施與預防對策。

韌性斷裂失效分析

韌性斷裂又叫延性斷裂和塑性斷裂，即零件斷裂之前，在斷裂部位出現較為明顯的塑性變形。在工程結構中，韌性斷裂一般表現為過載斷裂，即零件危險截面處所承受的實際應力超過了材料的屈服強度或強度極限而發(fā)生的斷裂。

工程材料的顯微結構復雜，特定的顯微結構在特定的外界條件（如載荷類型與大小，環(huán)境溫度與介質）下有特定的斷裂機理和微觀形貌特征。金屬零件韌性斷裂的機理主要是滑移分離和韌窩斷裂。

滑移分離：韌性斷裂最顯著的特征是伴有大量的塑性變形，而塑性變形的普遍機理是滑移，即在韌性斷裂前晶體產生大量的滑移。過量的滑移變形會出現滑移分離，其微觀形貌有滑移臺階、蛇形花樣和漣波等。

韌窩斷裂是金屬韌性斷裂的主要特征。韌窩又稱作迭波、孔坑、微孔或微坑等。韌窩是材料在微區(qū)范圍內塑性變形產生的顯微空洞，經形核、長大、聚集，最后相互連接導致斷裂后在斷口表面留下的痕跡。

韌窩形貌（SEM） 金屬零件韌性斷裂失效分析依據：

（1） 斷口宏觀形貌粗糙，色澤灰暗，呈纖維狀；邊緣有與零件表面呈45°的剪切唇；斷口附近有明顯的塑性變形，如殘余扭角、撓曲、變粗、縮頸和鼓包等。 

（2） 斷口上的微觀特征主要是韌窩。