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 


  常規所(suo)(suo)講的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞強度(du),都是用精心加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光滑試(shi)(shi)(shi)樣測(ce)得的(de)(de)(de)(de)(de)(de),然而(er),實(shi)際(ji)機械零(ling)(ling)件(jian)都不可避免地存(cun)在(zai)著(zhu)不同形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou),如臺階、鍵(jian)槽、螺紋(wen)和(he)油孔(kong)等(deng)。這些缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)造成應(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong),使缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)根(gen)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)實(shi)際(ji)應(ying)力(li)(li)遠大(da)(da)于(yu)零(ling)(ling)件(jian)所(suo)(suo)承受(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)名義應(ying)力(li)(li),零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞破(po)壞往往從這里開(kai)始(shi)。 理論(lun)(lun)(lun)應(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)Kt:在(zai)理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈性條件(jian)下,由彈性理論(lun)(lun)(lun)求得的(de)(de)(de)(de)(de)(de),缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)根(gen)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)實(shi)際(ji)應(ying)力(li)(li)與名義應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比值(zhi)。 有(you)(you)(you)效應(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)(或疲(pi)勞應(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)數(shu))Kf:光滑試(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞極限σ-1與缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)試(shi)(shi)(shi)樣疲(pi)勞極限σ-1n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比值(zhi)。 有(you)(you)(you)效應(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)不僅受(shou)構件(jian)尺(chi)(chi)寸(cun)和(he)形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響,而(er)且受(shou)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理性質、加(jia)(jia)工(gong)、熱處(chu)理等(deng)多種因素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。 有(you)(you)(you)效應(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)隨著(zhu)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)尖銳程度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)而(er)增(zeng)加(jia)(jia),但通常小于(yu)理論(lun)(lun)(lun)應(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)。 疲(pi)勞缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)敏感度(du)系(xi)數(shu)q:疲(pi)勞缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)敏感度(du)系(xi)數(shu)表示材(cai)料對(dui)疲(pi)勞缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏感程度(du),由下式(shi)計算。 q的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據范(fan)圍是0-1,q值(zhi)越(yue)小,表征材(cai)料對(dui)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)越(yue)不敏感。試(shi)(shi)(shi)驗表明,q并非純粹是材(cai)料常數(shu),它仍然和(he)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)尺(chi)(chi)寸(cun)有(you)(you)(you)關,只(zhi)有(you)(you)(you)當(dang)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)半徑(jing)大(da)(da)于(yu)一定值(zhi)后(hou),q值(zhi)才基本與缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)無關,而(er)且對(dui)于(yu)不同材(cai)料或處(chu)理狀態,此半徑(jing)值(zhi)也(ye)不同。


2. 尺寸(cun)因素(su)的影響 


  由于材(cai)料(liao)本(ben)身組織的(de)不均勻性(xing)以及內部缺陷的(de)存在,尺(chi)(chi)寸增加造成材(cai)料(liao)破壞概率的(de)增加,從而(er)降低(di)材(cai)料(liao)的(de)疲勞(lao)極限。尺(chi)(chi)寸效應(ying)的(de)存在,是把試(shi)驗室(shi)(shi)小試(shi)樣測得的(de)疲勞(lao)數據運用于大(da)尺(chi)(chi)寸實際零件中(zhong)的(de)一個重要問題,由于不可能把實際尺(chi)(chi)寸的(de)零件上存在的(de)應(ying)力集中(zhong)、應(ying)力梯度等完(wan)全相似地在小試(shi)樣上再現出來,從而(er)造成試(shi)驗室(shi)(shi)結果與某(mou)些具(ju)體零件疲勞(lao)破壞之間(jian)的(de)互(hu)相脫節。


3. 表面加工狀態的(de)影響 


  機加(jia)工(gong)的(de)表(biao)面總存(cun)在(zai)(zai)著高低不平的(de)加(jia)工(gong)痕(hen)跡(ji),這(zhe)些痕(hen)跡(ji)就相當于微小缺口,在(zai)(zai)材料(liao)表(biao)面造成應力集中(zhong),從(cong)而降低材料(liao)的(de)疲(pi)(pi)勞強度(du)。試驗表(biao)明,對于鋼和鋁合金,粗糙的(de)加(jia)工(gong)(粗車)與縱向(xiang)精拋光相比,疲(pi)(pi)勞極限要降低10%-20%甚(shen)至更多(duo)。材料(liao)的(de)強度(du)越高,則對表(biao)面光潔度(du)越敏感。 


4. 加載(zai)經歷的影響 


 實(shi)際(ji)(ji)上沒有(you)任何零件(jian)是(shi)在絕對恒定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)應力(li)幅(fu)條件(jian)下(xia)工作(zuo),材(cai)(cai)(cai)料(liao)實(shi)際(ji)(ji)工作(zuo)中的(de)(de)(de)(de)超載(zai)(zai)和(he)次(ci)(ci)載(zai)(zai)都會(hui)(hui)對材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)極限(xian)產生影響,試驗表明,材(cai)(cai)(cai)料(liao)普(pu)遍存在著超載(zai)(zai)損(sun)傷(shang)和(he)次(ci)(ci)載(zai)(zai)鍛煉現(xian)象。 所(suo)謂(wei)超載(zai)(zai)損(sun)傷(shang)是(shi)指(zhi)(zhi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)在高(gao)(gao)于(yu)(yu)疲(pi)勞(lao)極限(xian)的(de)(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷下(xia)運(yun)行達(da)到一定(ding)(ding)(ding)周(zhou)(zhou)(zhou)次(ci)(ci)后,將造成材(cai)(cai)(cai)料(liao)疲(pi)勞(lao)極限(xian)的(de)(de)(de)(de)下(xia)降。超載(zai)(zai)越(yue)(yue)高(gao)(gao),造成損(sun)傷(shang)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)(zhou)次(ci)(ci)越(yue)(yue)短,如圖所(suo)示。 事實(shi)上,在一定(ding)(ding)(ding)條件(jian)下(xia),少量(liang)次(ci)(ci)數的(de)(de)(de)(de)超載(zai)(zai)不僅(jin)不會(hui)(hui)對材(cai)(cai)(cai)料(liao)造成損(sun)傷(shang),由于(yu)(yu)形變強化(hua)、裂(lie)紋尖端鈍化(hua)以(yi)及殘(can)余壓應力(li)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),還會(hui)(hui)對材(cai)(cai)(cai)料(liao)造成強化(hua),從而(er)提高(gao)(gao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)極限(xian)。因此,應對超載(zai)(zai)損(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)概念進(jin)行一些補充和(he)修正。 所(suo)謂(wei)次(ci)(ci)載(zai)(zai)鍛煉是(shi)指(zhi)(zhi)材(cai)(cai)(cai)料(liao)在低于(yu)(yu)疲(pi)勞(lao)極限(xian)但(dan)高(gao)(gao)于(yu)(yu)某一限(xian)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)應力(li)水平(ping)下(xia)運(yun)行一定(ding)(ding)(ding)周(zhou)(zhou)(zhou)次(ci)(ci)后,造成材(cai)(cai)(cai)料(liao)疲(pi)勞(lao)極限(xian)升高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象。次(ci)(ci)載(zai)(zai)鍛煉的(de)(de)(de)(de)效果和(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)本身的(de)(de)(de)(de)性能(neng)有(you)關,塑性好的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao),一般來說鍛煉周(zhou)(zhou)(zhou)期要長些,鍛煉應力(li)要高(gao)(gao)些方能(neng)見(jian)效。


5. 化(hua)學成分的影響 


  材料(liao)(liao)的(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)與(yu)抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)在(zai)一定條件(jian)(jian)下存(cun)在(zai)著較密切的(de)(de)關系,因(yin)此,在(zai)一定條件(jian)(jian)下凡能提高抗拉強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)合金元(yuan)素,均(jun)可提高材料(liao)(liao)的(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)。比較而言,碳是影響材料(liao)(liao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)最主(zhu)要因(yin)素。而一些在(zai)鋼(gang)中(zhong)形(xing)成夾(jia)雜物的(de)(de)雜質元(yuan)素則對疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)產生不利影響。


6. 熱處理和顯微組織(zhi)的影響 


  不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)熱處(chu)理狀態(tai)會得(de)到(dao)不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)顯微組(zu)織(zhi),因此,熱處(chu)理對(dui)(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強度的(de)(de)(de)(de)影響,實(shi)質(zhi)上就是顯微組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)影響。同(tong)(tong)(tong)一(yi)成份的(de)(de)(de)(de)材料,由于(yu)熱處(chu)理不(bu)同(tong)(tong)(tong),雖然可以(yi)得(de)到(dao)相(xiang)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)靜強度,但由于(yu)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong)(tong),疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強度可在相(xiang)當大的(de)(de)(de)(de)范圍內變化。 在相(xiang)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)強度水平時,片狀珠(zhu)(zhu)光體的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強度明顯要低于(yu)粒(li)狀珠(zhu)(zhu)光體。同(tong)(tong)(tong)是粒(li)狀珠(zhu)(zhu)光體,其滲碳體顆粒(li)越細(xi)小(xiao),則疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強度越高。 顯微組(zu)織(zhi)對(dui)(dui)材料疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影響,除了和(he)各種組(zu)織(zhi)本身的(de)(de)(de)(de)機械性(xing)能(neng)特性(xing)有關外,還和(he)晶粒(li)度以(yi)及復(fu)合(he)組(zu)織(zhi)中組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)分(fen)布特征有關。細(xi)化晶粒(li)可提(ti)高材料的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強度。 


7. 夾雜物的影響(xiang) 


 夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)本身或由(you)(you)它而(er)(er)產生的(de)(de)(de)(de)孔洞相當于微小(xiao)(xiao)缺口,在交變載荷作用下將產生應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)和(he)(he)應(ying)(ying)(ying)變集(ji)(ji)中(zhong)(zhong),成為(wei)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋源,對(dui)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)造成不(bu)(bu)良影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)。夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)強度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)不(bu)(bu)僅取(qu)決于夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)種類、性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)、形狀、大小(xiao)(xiao)、數量(liang)和(he)(he)分(fen)布,而(er)(er)且還取(qu)決于材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)水(shui)平以及(ji)外加(jia)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)水(shui)平及(ji)狀態等(deng)(deng)因(yin)素。 不(bu)(bu)同(tong)(tong)類型(xing)的(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)其機械和(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)理性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)不(bu)(bu)同(tong)(tong),和(he)(he)母材(cai)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)之間的(de)(de)(de)(de)差(cha)異不(bu)(bu)同(tong)(tong),對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)也不(bu)(bu)同(tong)(tong)。一般說(shuo)(shuo)來,易變形的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))對(dui)鋼的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)較小(xiao)(xiao),而(er)(er)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硅(gui)酸鹽等(deng)(deng))則有(you)較大的(de)(de)(de)(de)危害。 比(bi)基體(ti)(ti)(ti)膨(peng)脹(zhang)系數大的(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))因(yin)在基體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)產生壓應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)而(er)(er)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)小(xiao)(xiao),而(er)(er)比(bi)基體(ti)(ti)(ti)膨(peng)脹(zhang)系數小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)等(deng)(deng))因(yin)在基體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)產生拉應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)而(er)(er)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)大。 夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)與母材(cai)結合(he)的(de)(de)(de)(de)緊密程度(du)(du)也會影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)強度(du)(du)。硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易于變形,和(he)(he)母材(cai)結合(he)緊密,而(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易于脫離母材(cai),造成應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)。由(you)(you)此可(ke)知(zhi),從(cong)(cong)夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)類型(xing)來說(shuo)(shuo),硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)較小(xiao)(xiao),而(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硅(gui)酸鹽等(deng)(deng)則是危害較大的(de)(de)(de)(de)。 不(bu)(bu)同(tong)(tong)加(jia)載條(tiao)件(jian)下,夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)也不(bu)(bu)同(tong)(tong),在高載條(tiao)件(jian)下,無論有(you)沒有(you)夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)存在,外加(jia)載荷均足以使材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)產生塑性(xing)(xing)(xing)(xing)流變,夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)較小(xiao)(xiao),而(er)(er)在材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)極(ji)限應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)范(fan)圍,夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)存在造成局部應(ying)(ying)(ying)變集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)成為(wei)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)變形的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)因(yin)素,從(cong)(cong)而(er)(er)強烈地影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)強度(du)(du)。也就是說(shuo)(shuo),夾(jia)雜物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)存在主要是影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)極(ji)限,對(dui)高應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)強度(du)(du)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)不(bu)(bu)明顯。 材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)純凈度(du)(du)是由(you)(you)熔(rong)煉(lian)工藝過程決定的(de)(de)(de)(de),因(yin)此,采用凈化(hua)(hua)(hua)冶煉(lian)方法(如真(zhen)空熔(rong)煉(lian)、真(zhen)空除氣和(he)(he)電渣重熔(rong)等(deng)(deng))均可(ke)有(you)效降低鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)雜質(zhi)含(han)量(liang),改善材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。


8. 表面性能變化及殘余應(ying)力的影(ying)響 


  表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)除(chu)前(qian)已(yi)提(ti)(ti)(ti)及的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)光潔(jie)度(du)(du)(du)(du)(du)外,還(huan)包括表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)機械性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)及殘(can)(can)余應(ying)力對(dui)(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)機械性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)可以是(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)(hua)(hua)學成(cheng)分和(he)組織(zhi)不(bu)(bu)同(tong)所引(yin)起(qi),也可以是(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)因(yin)(yin)形(xing)(xing)(xing)變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)而(er)引(yin)起(qi)。 滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)和(he)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共滲(shen)等(deng)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)除(chu)了(le)可以增加(jia)零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐磨性之外,還(huan)是(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)零(ling)件(jian)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du),特別(bie)是(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)耐腐蝕疲(pi)勞(lao)(lao)和(he)咬蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一種有(you)(you)效手段。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)對(dui)(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)主要取決于(yu)加(jia)載(zai)方式、滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)濃度(du)(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)及梯(ti)度(du)(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)與心(xin)部硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)之比、層(ceng)(ceng)(ceng)深以及表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)所形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余壓(ya)(ya)應(ying)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小和(he)分布等(deng)因(yin)(yin)素。大量試驗表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)明,只(zhi)要是(shi)先(xian)加(jia)工缺口后經化(hua)(hua)(hua)學熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li),則一般說來(lai)缺口越尖銳,疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)也越多。 不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)載(zai)方式下(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)對(dui)(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)也不(bu)(bu)同(tong)。軸向加(jia)載(zai)時(shi),由(you)于(yu)不(bu)(bu)存在應(ying)力沿(yan)層(ceng)(ceng)(ceng)深分布不(bu)(bu)均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)層(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力相(xiang)同(tong)。在這種情況下(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)只(zhi)能(neng)(neng)(neng)改善表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)性能(neng)(neng)(neng),由(you)于(yu)心(xin)部材(cai)料(liao)未得(de)到強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),因(yin)(yin)而(er)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)有(you)(you)限。在彎曲和(he)扭轉(zhuan)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia),應(ying)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布集中(zhong)(zhong)于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余應(ying)力和(he)這種外加(jia)應(ying)力疊加(jia),使表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)實際承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力降(jiang)低(di),同(tong)時(shi),由(you)于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),因(yin)(yin)而(er)能(neng)(neng)(neng)有(you)(you)效地提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)彎曲和(he)扭轉(zhuan)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)。 和(he)滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)以及碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共滲(shen)等(deng)化(hua)(hua)(hua)學熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)相(xiang)反(fan),如果(guo)零(ling)件(jian)在熱(re)(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)脫碳(tan)(tan)(tan),使表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di),則會使材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)大幅度(du)(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di)。同(tong)樣,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)(如鍍Cr、Ni等(deng))由(you)于(yu)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺口效應(ying)、鍍層(ceng)(ceng)(ceng)在基體金屬中(zhong)(zhong)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余拉應(ying)力以及電鍍過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)氫(qing)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸入導到氫(qing)脆等(deng)原因(yin)(yin),使疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di)。 采用感應(ying)淬(cui)(cui)火、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)火焰淬(cui)(cui)火以及低(di)淬(cui)(cui)透性鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄(bo)殼淬(cui)(cui)火,均可獲(huo)得(de)一定(ding)深度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng),并在表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)有(you)(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余壓(ya)(ya)應(ying)力,因(yin)(yin)而(er)也是(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)零(ling)件(jian)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效方法。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)滾壓(ya)(ya)和(he)噴丸等(deng)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li),由(you)于(yu)能(neng)(neng)(neng)在試樣表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)一定(ding)深度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)變(bian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng),同(tong)時(shi)使表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)產生殘(can)(can)余壓(ya)(ya)應(ying)力,因(yin)(yin)而(er)也是(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效途(tu)徑(jing)。