1.1　材料失效分析的作用

据有关部门估算，各国每年因失效造成的经济损失约占该国GDP的2%～4%。我国2014年、2015年、2016年的GDP分别是64万亿元、68万亿元、74万亿元，若以4%计，损失值分别高达2.6万亿元（2014年）、2.7万亿元（2015年）、3.0万亿元（2016年）。因而，材料失效分析产生的社会经济效益也是巨大的。

材料失效分析最早来源于机械零件的损坏或失效，是一门交叉、边缘、综合的新兴学科，与很多种学科和技术交叉，如图1.1所示。学科之间的交叉使材料失效分析学科变得较为复杂，也可以说是许多学科的结合体。材料失效分析学科与其他学科交叉又产生了许多新的学科，例如：机械失效学、失效物理学、失效环境学、失效力学、损伤力学、可靠性数学等。

所谓材料失效就是某些机械构件在复杂的服役环境下，由于构件的组织、结构的变化而引起其尺寸、形状、性能发生变化，进而失去材料本身应有的功能，也可以称之为事故或者故障。通常情况下，我们判断材料是否发生失效，主要根据以下三个条件：

① 机械零件本身（尺寸、形状、性能）完全遭到破坏，不能正常工作。

② 机械零件本身（尺寸、形状、性能）部分遭到破坏，能够继续工作，但是不能完全满足所有的工作任务。

③ 机械零件本身（尺寸、形状、性能）严重遭到破坏，能够继续工作，但是工作危险性较大，一般不建议继续工作，需对其进行简单修复。

以上三种情况发生任何一种都可诊断为材料发生了失效。

所谓的失效分析就是利用先进的技术手段对失效零件的组织、结构、表面宏观痕迹、化学成分等方面进行诊断的过程，主要包括观察过程、诊断过程、分析过程、预测或预防过程。失效分析、提高技术、再失效分析、再提高技术，如此循环下去，失效分析对提高机械产品质量和确保机械构件安全运行将发挥越来越大的作用，对高科技的发展具有重要的现实意义。失效分析的作用可以从国家经济、社会生活、工程技术和科技进步等四个方面来着重认识。从国家经济来看，失效分析是不断防止事故重新发生，不断减少经济损失的重要手段，是调节国际、国内各种经济纠纷的重要技术依据。从社会生活来看，科技是第一生产力，安全是保证科技生产的重要武器，失效分析能够有效地促进安全生产，保证经济的可持续发展和社会生活的良好改善。从工程技术来看，失效分析是机械零件维修的重要依据，也是保证机械零件可靠性的重要技术基础，同时，也是提高工程技术手段的重要科学基础。从科技进步来看，失效分析能够客观地认识社会事物的本质，是发展学科新技术、新理论、新方法、新工艺的重要窗口。