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(de)影響 


  常(chang)規(gui)所講的(de)(de)疲(pi)勞(lao)強度(du),都(dou)是用精心加工的(de)(de)光滑試(shi)樣(yang)(yang)測(ce)得(de)的(de)(de),然(ran)而(er)(er),實際(ji)(ji)機械(xie)零件(jian)(jian)都(dou)不可(ke)避免地存在著不同形式的(de)(de)缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou),如臺階、鍵(jian)槽、螺紋和油孔等(deng)。這(zhe)(zhe)些缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)存在造成應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong),使缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)根部的(de)(de)最(zui)大實際(ji)(ji)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)遠(yuan)大于(yu)零件(jian)(jian)所承(cheng)受的(de)(de)名義(yi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li),零件(jian)(jian)的(de)(de)疲(pi)勞(lao)破壞往往從這(zhe)(zhe)里開始。 理(li)(li)論應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)Kt:在理(li)(li)想的(de)(de)彈性條件(jian)(jian)下,由彈性理(li)(li)論求得(de)的(de)(de),缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)根部的(de)(de)最(zui)大實際(ji)(ji)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)與(yu)名義(yi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)。 有效(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)(或(huo)疲(pi)勞(lao)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu))Kf:光滑試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)疲(pi)勞(lao)極(ji)限σ-1與(yu)缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)試(shi)樣(yang)(yang)疲(pi)勞(lao)極(ji)限σ-1n的(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)。 有效(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)不僅(jin)受構件(jian)(jian)尺寸和形狀的(de)(de)影響(xiang),而(er)(er)且受材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)物理(li)(li)性質(zhi)、加工、熱處理(li)(li)等(deng)多種因素的(de)(de)影響(xiang)。 有效(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)隨(sui)著缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)尖銳程度(du)的(de)(de)增加而(er)(er)增加,但通常(chang)小于(yu)理(li)(li)論應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)數(shu)(shu)(shu)。 疲(pi)勞(lao)缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)敏(min)(min)感(gan)(gan)度(du)系(xi)數(shu)(shu)(shu)q:疲(pi)勞(lao)缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)敏(min)(min)感(gan)(gan)度(du)系(xi)數(shu)(shu)(shu)表示(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)對(dui)疲(pi)勞(lao)缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)敏(min)(min)感(gan)(gan)程度(du),由下式計(ji)算。 q的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)范圍是0-1,q值(zhi)(zhi)越(yue)小,表征材(cai)(cai)料(liao)(liao)對(dui)缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)越(yue)不敏(min)(min)感(gan)(gan)。試(shi)驗表明,q并(bing)非純粹是材(cai)(cai)料(liao)(liao)常(chang)數(shu)(shu)(shu),它仍然(ran)和缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)尺寸有關,只有當缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)半徑大于(yu)一定(ding)值(zhi)(zhi)后(hou),q值(zhi)(zhi)才(cai)基本與(yu)缺口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)無關,而(er)(er)且對(dui)于(yu)不同材(cai)(cai)料(liao)(liao)或(huo)處理(li)(li)狀態(tai),此(ci)半徑值(zhi)(zhi)也(ye)不同。


2. 尺寸因(yin)素的(de)影響 


  由(you)(you)于材料(liao)(liao)本身組織的(de)不(bu)均(jun)勻性以及內部缺(que)陷的(de)存在(zai),尺(chi)寸增加造成材料(liao)(liao)破(po)壞概率的(de)增加,從而降低材料(liao)(liao)的(de)疲(pi)勞極限。尺(chi)寸效(xiao)應(ying)(ying)的(de)存在(zai),是把試驗室小試樣(yang)測(ce)得的(de)疲(pi)勞數據運(yun)用于大尺(chi)寸實際零件(jian)中的(de)一個重(zhong)要問(wen)題,由(you)(you)于不(bu)可能把實際尺(chi)寸的(de)零件(jian)上存在(zai)的(de)應(ying)(ying)力集中、應(ying)(ying)力梯度等完(wan)全(quan)相似地(di)在(zai)小試樣(yang)上再現出來,從而造成試驗室結果與(yu)某些具體零件(jian)疲(pi)勞破(po)壞之間的(de)互相脫節。


3. 表面(mian)加工狀態的影響 


  機加(jia)(jia)工的表(biao)(biao)面(mian)總(zong)存在著高(gao)低(di)不平的加(jia)(jia)工痕(hen)跡(ji),這(zhe)些痕(hen)跡(ji)就(jiu)相當于微小缺口,在材料(liao)表(biao)(biao)面(mian)造(zao)成(cheng)應力集中(zhong),從而(er)降低(di)材料(liao)的疲勞強度(du)。試驗表(biao)(biao)明,對于鋼(gang)和(he)鋁合金,粗糙的加(jia)(jia)工(粗車)與縱向(xiang)精拋光相比,疲勞極限要降低(di)10%-20%甚至更多。材料(liao)的強度(du)越高(gao),則(ze)對表(biao)(biao)面(mian)光潔(jie)度(du)越敏感。 


4. 加(jia)載經歷的影響 


 實(shi)際上(shang)沒有(you)任何(he)零件是(shi)(shi)(shi)在(zai)絕對(dui)(dui)恒定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)應力幅條(tiao)件下(xia)(xia)工作,材(cai)(cai)料(liao)(liao)實(shi)際工作中的(de)(de)(de)(de)超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)(zai)和(he)次載(zai)(zai)(zai)(zai)都會對(dui)(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限(xian)產生影(ying)響,試驗(yan)表明(ming),材(cai)(cai)料(liao)(liao)普遍存在(zai)著超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)(zai)損傷(shang)(shang)和(he)次載(zai)(zai)(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)現(xian)象。 所(suo)謂(wei)超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)(zai)損傷(shang)(shang)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)高(gao)于疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限(xian)的(de)(de)(de)(de)載(zai)(zai)(zai)(zai)荷下(xia)(xia)運(yun)行(xing)達到(dao)一(yi)(yi)定(ding)(ding)周次后,將造(zao)成(cheng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限(xian)的(de)(de)(de)(de)下(xia)(xia)降。超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)(zai)越高(gao),造(zao)成(cheng)損傷(shang)(shang)所(suo)需的(de)(de)(de)(de)周次越短,如(ru)圖所(suo)示。 事(shi)實(shi)上(shang),在(zai)一(yi)(yi)定(ding)(ding)條(tiao)件下(xia)(xia),少量次數的(de)(de)(de)(de)超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)(zai)不僅不會對(dui)(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)造(zao)成(cheng)損傷(shang)(shang),由于形(xing)變強(qiang)(qiang)化、裂紋尖端(duan)鈍化以及(ji)殘余壓(ya)應力的(de)(de)(de)(de)作用,還會對(dui)(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)造(zao)成(cheng)強(qiang)(qiang)化,從而(er)提高(gao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限(xian)。因此,應對(dui)(dui)超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)(zai)損傷(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)概念(nian)進行(xing)一(yi)(yi)些補充和(he)修(xiu)正。 所(suo)謂(wei)次載(zai)(zai)(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)低于疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限(xian)但高(gao)于某一(yi)(yi)限(xian)值的(de)(de)(de)(de)應力水平(ping)下(xia)(xia)運(yun)行(xing)一(yi)(yi)定(ding)(ding)周次后,造(zao)成(cheng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限(xian)升高(gao)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象。次載(zai)(zai)(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)的(de)(de)(de)(de)效果和(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)本身的(de)(de)(de)(de)性能有(you)關,塑性好的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao),一(yi)(yi)般來說鍛(duan)煉(lian)周期要長些,鍛(duan)煉(lian)應力要高(gao)些方(fang)能見效。


5. 化學(xue)成分的(de)影響 


  材料(liao)(liao)的(de)疲(pi)勞強(qiang)度(du)(du)與抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)在(zai)(zai)一定(ding)條件(jian)下(xia)存在(zai)(zai)著較(jiao)密切的(de)關系(xi),因(yin)此,在(zai)(zai)一定(ding)條件(jian)下(xia)凡能提高(gao)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)的(de)合金元(yuan)素(su),均(jun)可提高(gao)材料(liao)(liao)的(de)疲(pi)勞強(qiang)度(du)(du)。比較(jiao)而(er)言,碳(tan)是影響材料(liao)(liao)強(qiang)度(du)(du)的(de)最主(zhu)要因(yin)素(su)。而(er)一些在(zai)(zai)鋼中形成夾雜物的(de)雜質元(yuan)素(su)則(ze)對疲(pi)勞強(qiang)度(du)(du)產生(sheng)不(bu)利影響。


6. 熱處理和顯微組織的影(ying)響 


  不同(tong)的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理狀(zhuang)(zhuang)態(tai)會得(de)到不同(tong)的(de)(de)(de)(de)顯(xian)微組(zu)織(zhi)(zhi),因此(ci),熱(re)處(chu)(chu)(chu)理對疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影響,實質(zhi)上就是(shi)顯(xian)微組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)影響。同(tong)一成份的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao),由于熱(re)處(chu)(chu)(chu)理不同(tong),雖然可(ke)以得(de)到相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)靜強(qiang)(qiang)度(du)(du),但由于組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)不同(tong),疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)可(ke)在相(xiang)(xiang)當大(da)的(de)(de)(de)(de)范圍內(nei)變化。 在相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)水平時,片狀(zhuang)(zhuang)珠光(guang)體(ti)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)明顯(xian)要低于粒(li)(li)(li)狀(zhuang)(zhuang)珠光(guang)體(ti)。同(tong)是(shi)粒(li)(li)(li)狀(zhuang)(zhuang)珠光(guang)體(ti),其滲碳體(ti)顆粒(li)(li)(li)越(yue)細小,則疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)越(yue)高(gao)。 顯(xian)微組(zu)織(zhi)(zhi)對材(cai)(cai)料(liao)疲(pi)勞(lao)(lao)性(xing)能的(de)(de)(de)(de)影響,除了和各種組(zu)織(zhi)(zhi)本身的(de)(de)(de)(de)機械(xie)性(xing)能特性(xing)有關外(wai),還(huan)和晶粒(li)(li)(li)度(du)(du)以及復(fu)合組(zu)織(zhi)(zhi)中組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)分布特征有關。細化晶粒(li)(li)(li)可(ke)提高(gao)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)。 


7. 夾雜物的(de)影響 


 夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)本(ben)身或由(you)(you)它(ta)而(er)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)孔洞相當于微小缺口,在(zai)交變(bian)載(zai)(zai)荷作用下(xia)將產(chan)生應(ying)(ying)力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)和應(ying)(ying)變(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong),成為(wei)疲(pi)(pi)勞(lao)斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋源,對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)造(zao)成不(bu)(bu)(bu)良(liang)影(ying)(ying)(ying)(ying)響。夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響不(bu)(bu)(bu)僅取決于夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)種類(lei)、性(xing)(xing)(xing)質(zhi)、形(xing)狀、大(da)小、數量(liang)和分布,而(er)且還取決于材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)水(shui)平以及(ji)外(wai)加(jia)應(ying)(ying)力(li)水(shui)平及(ji)狀態(tai)等(deng)(deng)因(yin)(yin)素(su)。 不(bu)(bu)(bu)同類(lei)型的(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)其機(ji)械和物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)理性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)不(bu)(bu)(bu)同,和母材(cai)(cai)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)之間的(de)(de)(de)(de)(de)差異不(bu)(bu)(bu)同,對(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)同。一般說(shuo)(shuo)來(lai),易(yi)變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))對(dui)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)影(ying)(ying)(ying)(ying)響較(jiao)(jiao)小,而(er)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硅(gui)酸鹽等(deng)(deng))則有(you)(you)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)危害。 比基體(ti)膨脹(zhang)系數大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))因(yin)(yin)在(zai)基體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生壓(ya)應(ying)(ying)力(li)而(er)影(ying)(ying)(ying)(ying)響小,而(er)比基體(ti)膨脹(zhang)系數小的(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁等(deng)(deng))因(yin)(yin)在(zai)基體(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生拉應(ying)(ying)力(li)而(er)影(ying)(ying)(ying)(ying)響大(da)。 夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)與母材(cai)(cai)結(jie)合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)緊(jin)密程度(du)(du)(du)也(ye)(ye)會影(ying)(ying)(ying)(ying)響疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)。硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易(yi)于變(bian)形(xing),和母材(cai)(cai)結(jie)合(he)緊(jin)密,而(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易(yi)于脫(tuo)離母材(cai)(cai),造(zao)成應(ying)(ying)力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)。由(you)(you)此(ci)可知,從(cong)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型來(lai)說(shuo)(shuo),硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響較(jiao)(jiao)小,而(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和硅(gui)酸鹽等(deng)(deng)則是(shi)危害較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)。 不(bu)(bu)(bu)同加(jia)載(zai)(zai)條(tiao)件下(xia),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響也(ye)(ye)不(bu)(bu)(bu)同,在(zai)高載(zai)(zai)條(tiao)件下(xia),無(wu)論有(you)(you)沒(mei)有(you)(you)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai),外(wai)加(jia)載(zai)(zai)荷均(jun)足以使材(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)生塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)流變(bian),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響較(jiao)(jiao)小,而(er)在(zai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)極限應(ying)(ying)力(li)范(fan)圍(wei),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)造(zao)成局部(bu)應(ying)(ying)變(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)成為(wei)塑(su)(su)性(xing)(xing)(xing)變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)控制因(yin)(yin)素(su),從(cong)而(er)強(qiang)(qiang)烈地(di)影(ying)(ying)(ying)(ying)響材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)。也(ye)(ye)就是(shi)說(shuo)(shuo),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)主要是(shi)影(ying)(ying)(ying)(ying)響材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)極限,對(dui)高應(ying)(ying)力(li)條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)影(ying)(ying)(ying)(ying)響不(bu)(bu)(bu)明顯。 材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)純凈(jing)度(du)(du)(du)是(shi)由(you)(you)熔(rong)煉(lian)工藝過程決定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de),因(yin)(yin)此(ci),采用凈(jing)化(hua)(hua)(hua)冶煉(lian)方法(如真(zhen)空(kong)熔(rong)煉(lian)、真(zhen)空(kong)除(chu)氣和電(dian)渣重熔(rong)等(deng)(deng))均(jun)可有(you)(you)效降(jiang)低鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)含量(liang),改善材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。


8. 表(biao)面性(xing)能變化及殘余應力(li)的影響 


  表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)除(chu)前已提及的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)光潔度(du)(du)(du)外,還包括(kuo)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)及殘(can)(can)余(yu)(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)對(dui)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)可以是(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)(hua)(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)和(he)組織不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)所(suo)引起,也可以是(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)因形(xing)(xing)變(bian)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)而(er)(er)引起。 滲碳(tan)(tan)、氮化(hua)(hua)(hua)和(he)碳(tan)(tan)氮共滲等(deng)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)除(chu)了可以增(zeng)加(jia)零(ling)(ling)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐磨性(xing)之(zhi)外,還是(shi)(shi)(shi)提高(gao)零(ling)(ling)件疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du),特(te)別(bie)是(shi)(shi)(shi)提高(gao)耐腐(fu)蝕疲(pi)(pi)勞和(he)咬蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種有(you)(you)(you)效(xiao)手(shou)段。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)對(dui)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)主(zhu)要取決(jue)于(yu)加(jia)載方(fang)(fang)(fang)式、滲層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)氮濃度(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)及梯(ti)度(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)與心(xin)部硬度(du)(du)(du)之(zhi)比、層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深以及表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)所(suo)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小和(he)分(fen)布(bu)等(deng)因素。大(da)量試驗(yan)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)明,只(zhi)要是(shi)(shi)(shi)先加(jia)工缺口后經化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),則一(yi)般說來缺口越尖銳,疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)也越多。 不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)載方(fang)(fang)(fang)式下(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)對(dui)疲(pi)(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)也不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)。軸向加(jia)載時,由(you)于(yu)不(bu)(bu)存(cun)在(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)沿(yan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深分(fen)布(bu)不(bu)(bu)均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)相(xiang)同(tong)(tong)(tong)。在(zai)(zai)(zai)這(zhe)種情況下(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)只(zhi)能(neng)(neng)(neng)改(gai)善表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)(neng),由(you)于(yu)心(xin)部材(cai)料(liao)(liao)未得(de)到(dao)強(qiang)化(hua)(hua)(hua),因而(er)(er)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)有(you)(you)(you)限。在(zai)(zai)(zai)彎曲(qu)和(he)扭(niu)轉(zhuan)條件下(xia)(xia),應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布(bu)集中(zhong)于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)和(he)這(zhe)種外加(jia)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)疊(die)加(jia),使(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)實際承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)降低(di)(di)(di),同(tong)(tong)(tong)時,由(you)于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)(hua),因而(er)(er)能(neng)(neng)(neng)有(you)(you)(you)效(xiao)地提高(gao)彎曲(qu)和(he)扭(niu)轉(zhuan)條件下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)。 和(he)滲碳(tan)(tan)、氮化(hua)(hua)(hua)以及碳(tan)(tan)氮共滲等(deng)化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)相(xiang)反,如(ru)果(guo)零(ling)(ling)件在(zai)(zai)(zai)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)過程(cheng)中(zhong)脫碳(tan)(tan),使(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)降低(di)(di)(di),則會使(shi)(shi)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)大(da)幅度(du)(du)(du)降低(di)(di)(di)。同(tong)(tong)(tong)樣,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(如(ru)鍍(du)Cr、Ni等(deng))由(you)于(yu)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺口效(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)、鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)(zai)基(ji)體金(jin)屬(shu)中(zhong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)以及電鍍(du)過程(cheng)中(zhong)氫氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸入導到(dao)氫脆等(deng)原因,使(shi)(shi)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)降低(di)(di)(di)。 采用(yong)感應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)淬火、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)火焰(yan)淬火以及低(di)(di)(di)淬透(tou)性(xing)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄殼淬火,均可獲得(de)一(yi)定深度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),并(bing)在(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)有(you)(you)(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li),因而(er)(er)也是(shi)(shi)(shi)提高(gao)零(ling)(ling)件疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)方(fang)(fang)(fang)法。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)滾壓(ya)(ya)(ya)和(he)噴丸等(deng)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),由(you)于(yu)能(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)試樣表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)定深度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)變(bian)硬化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),同(tong)(tong)(tong)時使(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)產生(sheng)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓(ya)(ya)(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li),因而(er)(er)也是(shi)(shi)(shi)提高(gao)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)途徑(jing)。