疲勞強度是指金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力稱為疲勞強度或疲勞極限。實際上,金屬材料并不可能作無限多次交變載荷試驗。一般試驗時規定,鋼在經受10ˇ7次、非鐵(有色)金屬材料經受10-8次交變載荷作用時不產生斷裂時的最大應力稱為疲勞強度。當施加的交變應力是對稱循環應力時,所得的疲勞強度用σ–1表示。 


1. 應力集中的影響 


  常(chang)規所講的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)強度,都是用(yong)精心加(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光滑試(shi)樣(yang)(yang)測得的(de)(de)(de)(de)(de)(de),然(ran)(ran)而(er)(er),實際(ji)機械零(ling)件(jian)(jian)(jian)都不(bu)可避免地存在(zai)(zai)著不(bu)同形式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou),如(ru)臺階、鍵(jian)槽、螺紋和油孔等。這些缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)造成(cheng)應(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong),使(shi)缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)根部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)實際(ji)應(ying)力(li)遠大(da)于(yu)零(ling)件(jian)(jian)(jian)所承受(shou)(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)名義應(ying)力(li),零(ling)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)破壞往往從這里開始(shi)。 理(li)(li)論(lun)(lun)應(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)Kt:在(zai)(zai)理(li)(li)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)性條件(jian)(jian)(jian)下,由(you)彈(dan)性理(li)(li)論(lun)(lun)求(qiu)得的(de)(de)(de)(de)(de)(de),缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)根部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)實際(ji)應(ying)力(li)與名義應(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)。 有(you)(you)效(xiao)應(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(或疲(pi)勞(lao)應(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu))Kf:光滑試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)極(ji)限σ-1與缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)試(shi)樣(yang)(yang)疲(pi)勞(lao)極(ji)限σ-1n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)。 有(you)(you)效(xiao)應(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)不(bu)僅受(shou)(shou)構件(jian)(jian)(jian)尺寸和形狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響,而(er)(er)且(qie)受(shou)(shou)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)(li)性質、加(jia)(jia)工(gong)(gong)、熱處(chu)理(li)(li)等多種因素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。 有(you)(you)效(xiao)應(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)隨著缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)尖銳(rui)程(cheng)(cheng)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)而(er)(er)增加(jia)(jia),但通常(chang)小于(yu)理(li)(li)論(lun)(lun)應(ying)力(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)。 疲(pi)勞(lao)缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)敏感度系(xi)數(shu)(shu)(shu)q:疲(pi)勞(lao)缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)敏感度系(xi)數(shu)(shu)(shu)表示材料(liao)對疲(pi)勞(lao)缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏感程(cheng)(cheng)度,由(you)下式計算。 q的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據范(fan)圍是0-1,q值(zhi)越(yue)(yue)小,表征材料(liao)對缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)越(yue)(yue)不(bu)敏感。試(shi)驗表明,q并(bing)非(fei)純粹是材料(liao)常(chang)數(shu)(shu)(shu),它仍然(ran)(ran)和缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)尺寸有(you)(you)關,只有(you)(you)當缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)半徑(jing)大(da)于(yu)一(yi)定值(zhi)后,q值(zhi)才基(ji)本與缺(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)無關,而(er)(er)且(qie)對于(yu)不(bu)同材料(liao)或處(chu)理(li)(li)狀態,此半徑(jing)值(zhi)也不(bu)同。


2. 尺寸因素的(de)影(ying)響 


  由(you)于材(cai)料(liao)本(ben)身組織的(de)不均勻性以(yi)及(ji)內部缺陷(xian)的(de)存在,尺寸(cun)增(zeng)加(jia)造成(cheng)材(cai)料(liao)破壞概(gai)率的(de)增(zeng)加(jia),從(cong)而降低材(cai)料(liao)的(de)疲(pi)勞極限。尺寸(cun)效(xiao)應的(de)存在,是把(ba)試(shi)驗室(shi)小試(shi)樣測得的(de)疲(pi)勞數(shu)據(ju)運用于大尺寸(cun)實際零件中的(de)一(yi)個重要問題,由(you)于不可能(neng)把(ba)實際尺寸(cun)的(de)零件上存在的(de)應力集中、應力梯度(du)等完全(quan)相似地在小試(shi)樣上再(zai)現出來,從(cong)而造成(cheng)試(shi)驗室(shi)結果與某(mou)些具體零件疲(pi)勞破壞之間的(de)互相脫節。


3. 表(biao)面(mian)加工狀(zhuang)態(tai)的影響 


  機加工(gong)的(de)表(biao)面總存在著高低(di)(di)不平(ping)的(de)加工(gong)痕(hen)跡,這(zhe)些痕(hen)跡就相(xiang)當于微小缺(que)口,在材(cai)(cai)料(liao)表(biao)面造成應力集中,從而降(jiang)低(di)(di)材(cai)(cai)料(liao)的(de)疲勞(lao)強度。試(shi)驗表(biao)明,對于鋼和鋁合(he)金,粗糙的(de)加工(gong)(粗車)與縱(zong)向精拋(pao)光相(xiang)比,疲勞(lao)極限要降(jiang)低(di)(di)10%-20%甚至更多。材(cai)(cai)料(liao)的(de)強度越高,則對表(biao)面光潔(jie)度越敏感。 


4. 加載經歷的影響 


 實際上沒有任何零件是在(zai)絕對恒定的(de)(de)應(ying)力(li)幅條(tiao)件下(xia)工作(zuo),材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)實際工作(zuo)中的(de)(de)超(chao)載(zai)(zai)和(he)(he)次(ci)載(zai)(zai)都(dou)會(hui)對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極(ji)(ji)限(xian)(xian)產生(sheng)影響,試驗(yan)表明,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)普遍存在(zai)著超(chao)載(zai)(zai)損傷(shang)(shang)和(he)(he)次(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)現象。 所謂(wei)超(chao)載(zai)(zai)損傷(shang)(shang)是指(zhi)(zhi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)于疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極(ji)(ji)限(xian)(xian)的(de)(de)載(zai)(zai)荷下(xia)運行(xing)達到一(yi)定周(zhou)次(ci)后(hou),將造(zao)(zao)成(cheng)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極(ji)(ji)限(xian)(xian)的(de)(de)下(xia)降。超(chao)載(zai)(zai)越高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao),造(zao)(zao)成(cheng)損傷(shang)(shang)所需(xu)的(de)(de)周(zhou)次(ci)越短(duan),如圖所示。 事(shi)實上,在(zai)一(yi)定條(tiao)件下(xia),少(shao)量次(ci)數的(de)(de)超(chao)載(zai)(zai)不(bu)僅不(bu)會(hui)對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)造(zao)(zao)成(cheng)損傷(shang)(shang),由(you)于形(xing)變強化(hua)、裂紋(wen)尖端鈍化(hua)以及殘(can)余壓(ya)應(ying)力(li)的(de)(de)作(zuo)用,還(huan)會(hui)對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)造(zao)(zao)成(cheng)強化(hua),從而(er)提高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極(ji)(ji)限(xian)(xian)。因此(ci),應(ying)對超(chao)載(zai)(zai)損傷(shang)(shang)的(de)(de)概念進行(xing)一(yi)些(xie)補充和(he)(he)修正。 所謂(wei)次(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)是指(zhi)(zhi)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)低于疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極(ji)(ji)限(xian)(xian)但高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)于某一(yi)限(xian)(xian)值(zhi)的(de)(de)應(ying)力(li)水平下(xia)運行(xing)一(yi)定周(zhou)次(ci)后(hou),造(zao)(zao)成(cheng)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極(ji)(ji)限(xian)(xian)升高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)現象。次(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)的(de)(de)效果和(he)(he)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)本身的(de)(de)性(xing)能有關,塑性(xing)好的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),一(yi)般(ban)來說鍛(duan)煉(lian)周(zhou)期要長些(xie),鍛(duan)煉(lian)應(ying)力(li)要高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)些(xie)方(fang)能見效。


5. 化學成分的影(ying)響 


  材(cai)料的(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度與抗拉強(qiang)度在(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件(jian)下存在(zai)著較(jiao)密切的(de)(de)(de)關系,因(yin)此,在(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件(jian)下凡能提高抗拉強(qiang)度的(de)(de)(de)合金元(yuan)素(su),均可提高材(cai)料的(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度。比(bi)較(jiao)而言,碳是影響(xiang)材(cai)料強(qiang)度的(de)(de)(de)最主要因(yin)素(su)。而一(yi)些(xie)在(zai)鋼(gang)中形成夾雜物的(de)(de)(de)雜質元(yuan)素(su)則對疲(pi)勞(lao)強(qiang)度產生不利影響(xiang)。


6. 熱處理和顯微(wei)組織的影(ying)響 


  不(bu)同(tong)(tong)的(de)熱處理狀(zhuang)態會得到不(bu)同(tong)(tong)的(de)顯(xian)微(wei)組(zu)織(zhi),因此,熱處理對(dui)(dui)疲勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)影(ying)響,實(shi)質上就是顯(xian)微(wei)組(zu)織(zhi)的(de)影(ying)響。同(tong)(tong)一成份的(de)材料(liao),由于熱處理不(bu)同(tong)(tong),雖然可(ke)以得到相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)的(de)靜(jing)強(qiang)(qiang)度(du),但(dan)由于組(zu)織(zhi)的(de)不(bu)同(tong)(tong),疲勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)可(ke)在(zai)相(xiang)(xiang)當大的(de)范圍內(nei)變化(hua)。 在(zai)相(xiang)(xiang)同(tong)(tong)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)水(shui)平(ping)時,片狀(zhuang)珠光體的(de)疲勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)明(ming)顯(xian)要(yao)低于粒(li)(li)狀(zhuang)珠光體。同(tong)(tong)是粒(li)(li)狀(zhuang)珠光體,其滲碳體顆粒(li)(li)越細(xi)小(xiao),則疲勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)越高。 顯(xian)微(wei)組(zu)織(zhi)對(dui)(dui)材料(liao)疲勞(lao)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響,除了和各(ge)種(zhong)組(zu)織(zhi)本身的(de)機械性(xing)能(neng)特性(xing)有關外,還和晶粒(li)(li)度(du)以及(ji)復合(he)組(zu)織(zhi)中組(zu)織(zhi)的(de)分布特征(zheng)有關。細(xi)化(hua)晶粒(li)(li)可(ke)提高材料(liao)的(de)疲勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)。 


7. 夾雜物的影響(xiang) 


 夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)本(ben)身或由它而產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔洞相當于(yu)(yu)微小(xiao)(xiao)缺口,在(zai)(zai)(zai)交變(bian)載荷作用下將(jiang)產(chan)生應(ying)(ying)力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)應(ying)(ying)變(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong),成(cheng)(cheng)為疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋源,對(dui)(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)造(zao)成(cheng)(cheng)不(bu)(bu)(bu)良(liang)影(ying)(ying)(ying)(ying)響。夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響不(bu)(bu)(bu)僅(jin)取(qu)決于(yu)(yu)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種(zhong)類、性(xing)質、形(xing)(xing)狀、大小(xiao)(xiao)、數量(liang)和(he)(he)(he)分布(bu),而且(qie)還取(qu)決于(yu)(yu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)水平以及外加應(ying)(ying)力(li)水平及狀態等(deng)(deng)因(yin)素。 不(bu)(bu)(bu)同類型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)其機械(xie)和(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)理性(xing)能(neng)不(bu)(bu)(bu)同,和(he)(he)(he)母(mu)(mu)材(cai)(cai)性(xing)能(neng)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異不(bu)(bu)(bu)同,對(dui)(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)同。一般說來,易(yi)變(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))對(dui)(dui)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)影(ying)(ying)(ying)(ying)響較小(xiao)(xiao),而脆性(xing)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硅酸(suan)鹽(yan)等(deng)(deng))則有(you)較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)害。 比基體膨脹(zhang)系數大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))因(yin)在(zai)(zai)(zai)基體中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生壓應(ying)(ying)力(li)而影(ying)(ying)(ying)(ying)響小(xiao)(xiao),而比基體膨脹(zhang)系數小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧化(hua)(hua)(hua)鋁等(deng)(deng))因(yin)在(zai)(zai)(zai)基體中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生拉應(ying)(ying)力(li)而影(ying)(ying)(ying)(ying)響大。 夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)與母(mu)(mu)材(cai)(cai)結合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊(jin)密(mi)程度(du)(du)也(ye)(ye)會影(ying)(ying)(ying)(ying)響疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易(yi)于(yu)(yu)變(bian)形(xing)(xing),和(he)(he)(he)母(mu)(mu)材(cai)(cai)結合(he)緊(jin)密(mi),而氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易(yi)于(yu)(yu)脫(tuo)離母(mu)(mu)材(cai)(cai),造(zao)成(cheng)(cheng)應(ying)(ying)力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)。由此(ci)可(ke)(ke)知,從(cong)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類型來說,硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響較小(xiao)(xiao),而氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)(he)硅酸(suan)鹽(yan)等(deng)(deng)則是(shi)危(wei)害較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。 不(bu)(bu)(bu)同加載條(tiao)件下,夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)同,在(zai)(zai)(zai)高載條(tiao)件下,無論(lun)有(you)沒有(you)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai),外加載荷均足以使材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)生塑(su)性(xing)流變(bian),夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響較小(xiao)(xiao),而在(zai)(zai)(zai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極(ji)(ji)限應(ying)(ying)力(li)范圍,夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)造(zao)成(cheng)(cheng)局部應(ying)(ying)變(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)為塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制因(yin)素,從(cong)而強(qiang)(qiang)烈地影(ying)(ying)(ying)(ying)響材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。也(ye)(ye)就是(shi)說,夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)主要(yao)是(shi)影(ying)(ying)(ying)(ying)響材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極(ji)(ji)限,對(dui)(dui)高應(ying)(ying)力(li)條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)影(ying)(ying)(ying)(ying)響不(bu)(bu)(bu)明顯。 材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純凈度(du)(du)是(shi)由熔煉工(gong)藝過程決定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),因(yin)此(ci),采用凈化(hua)(hua)(hua)冶煉方法(如(ru)(ru)真(zhen)空熔煉、真(zhen)空除氣和(he)(he)(he)電渣(zha)重(zhong)熔等(deng)(deng))均可(ke)(ke)有(you)效(xiao)降低鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)(za)(za)質含量(liang),改善材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)。


8. 表面性(xing)能變化(hua)及殘余應力的影響 


  表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)除(chu)前已提(ti)及的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)光潔度(du)(du)(du)(du)外,還(huan)包(bao)括(kuo)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)機(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)及殘(can)(can)余(yu)(yu)應(ying)力(li)(li)(li)(li)對(dui)(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)機(ji)械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)可(ke)(ke)以是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)和(he)組(zu)織不同(tong)(tong)所(suo)引(yin)(yin)(yin)起,也(ye)(ye)可(ke)(ke)以是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)因形變強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)而引(yin)(yin)(yin)起。 滲碳、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)和(he)碳氮(dan)共滲等表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)除(chu)了可(ke)(ke)以增(zeng)加(jia)零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐磨性(xing)之(zhi)外,還(huan)是(shi)(shi)提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du),特別是(shi)(shi)提(ti)高(gao)耐腐蝕(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞和(he)咬(yao)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種有(you)效(xiao)手(shou)段。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)對(dui)(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)主要取決于(yu)加(jia)載方式、滲層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳氮(dan)濃度(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)及梯度(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)與心部硬(ying)度(du)(du)(du)(du)之(zhi)比、層(ceng)深(shen)以及表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)處(chu)理(li)(li)(li)所(suo)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓應(ying)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小和(he)分(fen)布等因素(su)。大(da)量試驗表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)明,只(zhi)要是(shi)(shi)先加(jia)工(gong)缺(que)口(kou)后經化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li),則(ze)一(yi)(yi)(yi)般說來(lai)缺(que)口(kou)越尖銳(rui),疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)也(ye)(ye)越多(duo)。 不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)載方式下,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)處(chu)理(li)(li)(li)對(dui)(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)也(ye)(ye)不同(tong)(tong)。軸向加(jia)載時(shi),由(you)于(yu)不存在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)(li)(li)沿層(ceng)深(shen)分(fen)布不均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)和(he)層(ceng)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)(li)相同(tong)(tong)。在(zai)(zai)(zai)這種情(qing)況下,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)處(chu)理(li)(li)(li)只(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)改善表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),由(you)于(yu)心部材料未(wei)得到強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),因而疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)有(you)限。在(zai)(zai)(zai)彎曲(qu)(qu)和(he)扭轉條件(jian)(jian)下,應(ying)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布集中于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)處(chu)理(li)(li)(li)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)應(ying)力(li)(li)(li)(li)和(he)這種外加(jia)應(ying)力(li)(li)(li)(li)疊加(jia),使(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)實際(ji)承(cheng)受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)(li)降(jiang)低(di),同(tong)(tong)時(shi),由(you)于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),因而能(neng)(neng)(neng)(neng)有(you)效(xiao)地提(ti)高(gao)彎曲(qu)(qu)和(he)扭轉條件(jian)(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)。 和(he)滲碳、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)以及碳氮(dan)共滲等化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)相反,如果零(ling)件(jian)(jian)在(zai)(zai)(zai)熱(re)處(chu)理(li)(li)(li)過(guo)程(cheng)中脫碳,使(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di),則(ze)會使(shi)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)大(da)幅度(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di)。同(tong)(tong)樣,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)鍍層(ceng)(如鍍Cr、Ni等)由(you)于(yu)鍍層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)口(kou)效(xiao)應(ying)、鍍層(ceng)在(zai)(zai)(zai)基(ji)體(ti)金屬(shu)中引(yin)(yin)(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)拉應(ying)力(li)(li)(li)(li)以及電鍍過(guo)程(cheng)中氫氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸(jin)入導到氫脆等原因,使(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di)。 采用(yong)感應(ying)淬火、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)火焰淬火以及低(di)淬透性(xing)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄殼淬火,均可(ke)(ke)獲得一(yi)(yi)(yi)定深(shen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)化(hua)(hua)(hua)層(ceng),并(bing)在(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)形成(cheng)(cheng)有(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓應(ying)力(li)(li)(li)(li),因而也(ye)(ye)是(shi)(shi)提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)方法。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)滾(gun)壓和(he)噴丸(wan)等處(chu)理(li)(li)(li),由(you)于(yu)能(neng)(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)試樣表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)形成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)(yi)定深(shen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形變硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng),同(tong)(tong)時(shi)使(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)產生(sheng)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓應(ying)力(li)(li)(li)(li),因而也(ye)(ye)是(shi)(shi)提(ti)高(gao)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)途徑。