當(dāng)構(gòu)件所承受的實(shí)際應(yīng)力大于材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，將產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)力進(jìn)一步增大，就會(huì)產(chǎn)生斷裂，稱(chēng)為延性斷裂失效。

蠕變斷裂也屬于延性斷裂的一種方式，但其斷裂機(jī)理與室溫下延性斷裂不同，蠕變斷裂是在高溫和載荷作用下，隨著作用時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸發(fā)生變形，最后導(dǎo)致斷裂。

延性斷裂通常是指室溫下的斷裂，其特征是在裂紋或斷口附近有宏觀塑性變形，或者在塑性變形處有裂紋出現(xiàn)；延性斷裂的一種典型斷口是拉伸試樣的杯錐狀斷口，杯部呈纖維狀特征，錐部呈淺灰色的光滑區(qū)，并與杯部成45°角。

圖2是實(shí)際檢測(cè)中的兩個(gè)拉伸試棒拉斷后的形貌， 1#樣品在斷裂前發(fā)生了明顯的頸縮和伸長(zhǎng)現(xiàn)象，圖2是實(shí)際檢測(cè)中的兩個(gè)拉伸試棒拉斷后的形貌， 1#樣品在斷裂前發(fā)生了明顯的頸縮和伸長(zhǎng)現(xiàn)象，即產(chǎn)生了明顯的塑性變形，為延性斷裂。2#樣品在斷裂前未見(jiàn)明顯的頸縮和伸長(zhǎng)，具有脆性斷裂的宏觀特征。

脆性斷裂是指斷裂前幾乎不產(chǎn)生顯著的塑性變形。脆性斷裂是一種危險(xiǎn)的突發(fā)事故，危害性很大，斷裂時(shí)所受應(yīng)力較低，常低于材料的屈服強(qiáng)度，低于設(shè)計(jì)許用應(yīng)力。

構(gòu)件破壞之前沒(méi)有或只有局部的輕微的塑性變形。斷口宏觀形貌平直，斷面與拉應(yīng)力方向垂直，斷口上有放射狀條紋，放射狀條紋的收斂點(diǎn)為斷裂源，當(dāng)構(gòu)件為管材或板材時(shí)，斷口上有人字紋條紋，人字的頭部指向斷裂源，并有閃光的“小刻面”。

斷裂源總是發(fā)生在缺陷處(尤其是焊接缺陷)或幾何形狀突變的凹槽、缺口、加工刀痕等處，也有裂紋源由疲勞損傷處引起。一旦發(fā)生開(kāi)裂，裂紋便以極高的速度擴(kuò)展，其擴(kuò)展速度可達(dá)聲速，因此帶來(lái)的后果常常是災(zāi)難性的。

圖3是一個(gè)直徑為1400mm的大齒輪開(kāi)裂情況，開(kāi)裂面上人字紋的收斂處即為開(kāi)裂源區(qū)，開(kāi)裂起源于工藝孔的表面。

機(jī)械零件在循環(huán)交變應(yīng)力的作用下引起的斷裂稱(chēng)為疲勞斷裂。在機(jī)械構(gòu)件的斷裂失效中，疲勞斷裂所占的比例最高，達(dá)70%以上。

疲勞斷裂的類(lèi)型較多，常見(jiàn)的疲勞斷裂主要有高周疲勞、低周疲勞、熱疲勞、接觸疲勞、腐蝕疲勞、微振疲勞、蠕變疲勞等。

磨損是零部件失效的一種基本類(lèi)型，是相互接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體，由于機(jī)械作用所造成的材料遷移及分離的破壞形式，也稱(chēng)磨損失效，往往采用宏觀分析技術(shù)就可以比較準(zhǔn)確的進(jìn)行判斷。

a）全喪失原定功能；

b）功能降低和有嚴(yán)重?fù)p傷或隱患；

c）繼續(xù)使用會(huì)失去可靠性及安全性。所有滑動(dòng)或滾動(dòng)的零件均會(huì)受到磨損，如軸承、齒輪、導(dǎo)軌、活塞環(huán)、花鍵、制動(dòng)器、離合器等。

磨損失效雖不像斷裂失效及腐蝕失效所造成的損失巨大，然而也發(fā)現(xiàn)一些災(zāi)難性的事故根源來(lái)自磨損失效，如飛機(jī)起落架和液壓控制筒在活塞與油缸、活塞稈與密封之間發(fā)生微動(dòng)磨損，最后導(dǎo)致飛機(jī)起落架無(wú)法放下而發(fā)生機(jī)毀事故。

1）總是和摩擦相伴，存在材料損失或遷移；

2）需要一定的時(shí)間；

3）磨損不等于磨損失效，需要一個(gè)量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)化過(guò)程；

4）磨損與構(gòu)件的大小無(wú)關(guān)。

1）粘著磨損；

2）磨粒磨損；

3）疲勞磨損（接觸疲勞）；

4）腐蝕磨損（微動(dòng)磨損）。

實(shí)際分析中往往會(huì)有多種磨損失效形式同時(shí)存在，但一般有一種是主要的。

圖4為電梯扶手帶驅(qū)動(dòng)軸粘著磨損失效的情況，可見(jiàn)配合部位軸尺寸明顯變小直至斷裂，該部分的材料以粘屑的形式轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)輪的卡環(huán)上。

金屬與其表面接觸的介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而造成的損壞稱(chēng)為腐蝕。腐蝕失效的特點(diǎn)是失效形式眾多，失效機(jī)理復(fù)雜。而且腐蝕失效占金屬機(jī)械構(gòu)件失效事故的比例相當(dāng)高，僅次于疲勞斷裂。尤其是在化工、石油、電站、冶金等工業(yè)領(lǐng)域中，其腐蝕失效的事故較多，造成的損失巨大。因此對(duì)腐蝕失效的研究和預(yù)防在失效分析中是非常重要的工作。

腐蝕失效與介質(zhì)、材料結(jié)構(gòu)、應(yīng)力、溫度與介質(zhì)流速等有密切關(guān)系，失效主要由局部腐蝕引起，包括點(diǎn)蝕、沖蝕及應(yīng)力腐蝕破裂（SCC）等，其中SCC易造成突發(fā)事故。對(duì)于對(duì)SCC破裂，肖紀(jì)美院士按介質(zhì)類(lèi)型將其分為堿脆、氫脆、氯脆、氦脆、硝脆等，該分類(lèi)便于針對(duì)化學(xué)環(huán)境而選材，當(dāng)然也便于有的放矢地提出防范措施。

大多數(shù)腐蝕失效采用宏觀分析技術(shù)就可以初步確定其一級(jí)失效模式。

變形失效都是逐漸發(fā)生的，一般都屬于非災(zāi)難性。但是忽視變形失效的監(jiān)督和預(yù)防，也會(huì)導(dǎo)致很大的損失。在室溫下的變形失效主要有彈性變形失效和塑性變形失效。高溫下的變形失效主要有蠕變失效和高溫松弛失效。

一般在使用過(guò)程中，發(fā)生的變形若通過(guò)校正可恢復(fù)其使用功能，則可重新使用；若無(wú)法校正，或因永久性的機(jī)械碰傷或損傷喪失使用功能則可報(bào)廢，原因比較清晰，不需要進(jìn)行失效分析。

對(duì)于一些精密的桿類(lèi)或薄板類(lèi)零件，冷加工過(guò)程極易產(chǎn)生變形，加工過(guò)程、加工后的放置、庫(kù)存方式以及加工造成的殘余應(yīng)力消除等均影響零件的變形。

零件淬火時(shí)尺寸或形狀發(fā)生變化稱(chēng)淬火形變。淬火變形一般有尺寸變化和形狀變化兩種。尺寸變化是淬火時(shí)由于相變引起膨脹或收縮使零件尺寸發(fā)生變化，主要指伸長(zhǎng)、縮短、變粗、變細(xì)等。形狀變化是由于零件的自重引起下垂和應(yīng)力變化引起形狀發(fā)生變化，如翹曲、彎曲、扭曲等變形。淬火形變?nèi)毕葺^難對(duì)付，在精密淬火中屬于嚴(yán)重缺陷。