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(ying)力(li)集中的影(ying)響 


  常規所講(jiang)的(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)強度(du),都(dou)是(shi)(shi)用精(jing)心加工的(de)(de)(de)光滑試樣(yang)測(ce)得(de)(de)的(de)(de)(de),然(ran)而(er),實際(ji)機(ji)械(xie)零(ling)件都(dou)不可避免地存在(zai)(zai)著不同(tong)形式的(de)(de)(de)缺(que)(que)口,如臺(tai)階、鍵槽、螺紋和(he)油孔等(deng)。這些(xie)缺(que)(que)口的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)造(zao)成(cheng)應(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong),使缺(que)(que)口根(gen)部的(de)(de)(de)最大實際(ji)應(ying)力(li)(li)遠(yuan)大于(yu)零(ling)件所承(cheng)受(shou)的(de)(de)(de)名義應(ying)力(li)(li),零(ling)件的(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)破(po)壞(huai)往往從這里開始。 理(li)論(lun)應(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)(xi)(xi)數Kt:在(zai)(zai)理(li)想(xiang)的(de)(de)(de)彈性(xing)條(tiao)件下,由(you)彈性(xing)理(li)論(lun)求得(de)(de)的(de)(de)(de),缺(que)(que)口根(gen)部的(de)(de)(de)最大實際(ji)應(ying)力(li)(li)與(yu)(yu)名義應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)。 有效應(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)(xi)(xi)數(或疲勞(lao)(lao)應(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)(xi)(xi)數)Kf:光滑試樣(yang)的(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)極(ji)限σ-1與(yu)(yu)缺(que)(que)口試樣(yang)疲勞(lao)(lao)極(ji)限σ-1n的(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)。 有效應(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)(xi)(xi)數不僅受(shou)構(gou)件尺(chi)寸和(he)形狀的(de)(de)(de)影響,而(er)且受(shou)材料(liao)的(de)(de)(de)物理(li)性(xing)質、加工、熱處理(li)等(deng)多種因素(su)的(de)(de)(de)影響。 有效應(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)(xi)(xi)數隨著缺(que)(que)口尖銳程度(du)的(de)(de)(de)增加而(er)增加,但通(tong)常小于(yu)理(li)論(lun)應(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)系(xi)(xi)(xi)數。 疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)口敏(min)(min)感(gan)度(du)系(xi)(xi)(xi)數q:疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)口敏(min)(min)感(gan)度(du)系(xi)(xi)(xi)數表(biao)示材料(liao)對疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)口的(de)(de)(de)敏(min)(min)感(gan)程度(du),由(you)下式計算。 q的(de)(de)(de)數據范(fan)圍是(shi)(shi)0-1,q值(zhi)越小,表(biao)征材料(liao)對缺(que)(que)口越不敏(min)(min)感(gan)。試驗表(biao)明,q并非純粹是(shi)(shi)材料(liao)常數,它仍然(ran)和(he)缺(que)(que)口尺(chi)寸有關,只有當缺(que)(que)口半徑大于(yu)一定值(zhi)后,q值(zhi)才基本與(yu)(yu)缺(que)(que)口無關,而(er)且對于(yu)不同(tong)材料(liao)或處理(li)狀態,此(ci)半徑值(zhi)也不同(tong)。


2. 尺(chi)寸(cun)因素的(de)影響 


  由于材(cai)料本(ben)身組織的(de)(de)不(bu)均勻性(xing)以及(ji)內(nei)部缺陷的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai),尺寸(cun)(cun)(cun)增加(jia)(jia)造成材(cai)料破壞概率(lv)的(de)(de)增加(jia)(jia),從而(er)降(jiang)低材(cai)料的(de)(de)疲勞(lao)極限。尺寸(cun)(cun)(cun)效應(ying)(ying)的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai),是把試(shi)(shi)驗室小試(shi)(shi)樣測(ce)得的(de)(de)疲勞(lao)數(shu)據運用(yong)于大尺寸(cun)(cun)(cun)實(shi)際(ji)零件(jian)中(zhong)的(de)(de)一個重(zhong)要問(wen)題,由于不(bu)可能把實(shi)際(ji)尺寸(cun)(cun)(cun)的(de)(de)零件(jian)上存(cun)(cun)在(zai)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)集中(zhong)、應(ying)(ying)力(li)梯度等(deng)完全相似地(di)在(zai)小試(shi)(shi)樣上再現出來(lai),從而(er)造成試(shi)(shi)驗室結果與某些具(ju)體零件(jian)疲勞(lao)破壞之間的(de)(de)互相脫節(jie)。


3. 表面加工狀態的(de)影響(xiang) 


  機加(jia)工的(de)表面(mian)總存在著(zhu)高低(di)(di)不平(ping)的(de)加(jia)工痕跡(ji),這些痕跡(ji)就相當于微小缺(que)口(kou),在材(cai)料表面(mian)造成應(ying)力集中,從而降低(di)(di)材(cai)料的(de)疲勞(lao)強度。試驗表明,對于鋼(gang)和鋁合金,粗糙的(de)加(jia)工(粗車)與縱向精拋光相比,疲勞(lao)極限要降低(di)(di)10%-20%甚至(zhi)更(geng)多。材(cai)料的(de)強度越高,則對表面(mian)光潔(jie)度越敏感(gan)。 


4. 加(jia)載經歷(li)的影響 


 實(shi)際上沒有(you)任何零件(jian)是在(zai)絕對恒定(ding)的(de)(de)(de)應力(li)幅條(tiao)件(jian)下(xia)工作,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)實(shi)際工作中的(de)(de)(de)超(chao)載(zai)和次(ci)載(zai)都(dou)會對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞極(ji)(ji)限(xian)產生(sheng)影響,試驗表明,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)普遍存在(zai)著超(chao)載(zai)損(sun)(sun)傷(shang)和次(ci)載(zai)鍛煉(lian)現象(xiang)。 所(suo)(suo)謂超(chao)載(zai)損(sun)(sun)傷(shang)是指材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)在(zai)高于(yu)疲(pi)(pi)勞極(ji)(ji)限(xian)的(de)(de)(de)載(zai)荷下(xia)運行(xing)達到一(yi)定(ding)周次(ci)后(hou),將造(zao)成(cheng)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞極(ji)(ji)限(xian)的(de)(de)(de)下(xia)降。超(chao)載(zai)越(yue)高,造(zao)成(cheng)損(sun)(sun)傷(shang)所(suo)(suo)需的(de)(de)(de)周次(ci)越(yue)短(duan),如圖所(suo)(suo)示(shi)。 事實(shi)上,在(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件(jian)下(xia),少量次(ci)數的(de)(de)(de)超(chao)載(zai)不(bu)僅不(bu)會對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)造(zao)成(cheng)損(sun)(sun)傷(shang),由于(yu)形變強化、裂紋尖端鈍(dun)化以及(ji)殘余(yu)壓應力(li)的(de)(de)(de)作用,還會對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)造(zao)成(cheng)強化,從而提高材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞極(ji)(ji)限(xian)。因此,應對超(chao)載(zai)損(sun)(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)概(gai)念進行(xing)一(yi)些(xie)(xie)補充和修(xiu)正。 所(suo)(suo)謂次(ci)載(zai)鍛煉(lian)是指材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)在(zai)低(di)于(yu)疲(pi)(pi)勞極(ji)(ji)限(xian)但高于(yu)某一(yi)限(xian)值的(de)(de)(de)應力(li)水平(ping)下(xia)運行(xing)一(yi)定(ding)周次(ci)后(hou),造(zao)成(cheng)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞極(ji)(ji)限(xian)升高的(de)(de)(de)現象(xiang)。次(ci)載(zai)鍛煉(lian)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)和材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)本身的(de)(de)(de)性能(neng)有(you)關,塑性好的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),一(yi)般來(lai)說(shuo)鍛煉(lian)周期要長些(xie)(xie),鍛煉(lian)應力(li)要高些(xie)(xie)方(fang)能(neng)見效(xiao)。


5. 化(hua)學成分(fen)的影響(xiang) 


  材料的疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)與抗拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)在一定條件下存在著較密切(qie)的關系,因(yin)此,在一定條件下凡能(neng)提高抗拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的合金元素(su),均(jun)可(ke)提高材料的疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)。比較而言,碳(tan)是(shi)影響(xiang)材料強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)的最(zui)主要因(yin)素(su)。而一些在鋼中形成夾(jia)雜物的雜質元素(su)則對疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)產生不利影響(xiang)。


6. 熱處(chu)理和顯微(wei)組織的(de)影響 


  不同(tong)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)處理(li)狀(zhuang)態會得到不同(tong)的(de)(de)(de)(de)顯(xian)微(wei)組(zu)(zu)織(zhi),因此,熱(re)(re)處理(li)對疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影響,實質上就是(shi)顯(xian)微(wei)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)影響。同(tong)一成份的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao),由(you)(you)于(yu)熱(re)(re)處理(li)不同(tong),雖然(ran)可以(yi)得到相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)靜強(qiang)度(du)(du)(du),但由(you)(you)于(yu)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)不同(tong),疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)可在相(xiang)當大的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內變化。 在相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)水平(ping)時,片狀(zhuang)珠光體(ti)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)明顯(xian)要低于(yu)粒(li)狀(zhuang)珠光體(ti)。同(tong)是(shi)粒(li)狀(zhuang)珠光體(ti),其滲碳(tan)體(ti)顆粒(li)越細小,則疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)越高(gao)。 顯(xian)微(wei)組(zu)(zu)織(zhi)對材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲(pi)勞(lao)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)影響,除了和(he)(he)各種(zhong)組(zu)(zu)織(zhi)本身的(de)(de)(de)(de)機械性能(neng)(neng)特性有關外,還和(he)(he)晶粒(li)度(du)(du)(du)以(yi)及(ji)復合組(zu)(zu)織(zhi)中組(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)分布特征有關。細化晶粒(li)可提高(gao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)。 


7. 夾雜物的影響 


 夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)本身或由(you)它而(er)(er)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)洞相(xiang)當于(yu)微小(xiao)缺(que)口,在(zai)(zai)交變(bian)(bian)(bian)載(zai)荷作用下將產(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)和(he)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong),成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)斷裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋源,對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)造成(cheng)(cheng)不(bu)良(liang)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)。夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)僅取決于(yu)夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類、性(xing)(xing)(xing)(xing)質、形狀、大(da)小(xiao)、數(shu)量和(he)分布,而(er)(er)且(qie)還取決于(yu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)水平以(yi)及(ji)外(wai)加應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)水平及(ji)狀態等(deng)因素(su)。 不(bu)同類型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)其機械(xie)和(he)物(wu)(wu)理性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)不(bu)同,和(he)母材(cai)(cai)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異不(bu)同,對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)也不(bu)同。一(yi)般說(shuo)來,易變(bian)(bian)(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(如硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)(wu))對(dui)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao),而(er)(er)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(如氧化(hua)物(wu)(wu)、硅酸鹽等(deng))則有(you)(you)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)害(hai)。 比基(ji)(ji)(ji)體(ti)(ti)膨脹系數(shu)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(如硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)(wu))因在(zai)(zai)基(ji)(ji)(ji)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)壓(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)而(er)(er)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)小(xiao),而(er)(er)比基(ji)(ji)(ji)體(ti)(ti)膨脹系數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(如氧化(hua)鋁等(deng))因在(zai)(zai)基(ji)(ji)(ji)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)而(er)(er)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)大(da)。 夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)與母材(cai)(cai)結合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊(jin)密(mi)程(cheng)度(du)也會影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)。硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)(wu)易于(yu)變(bian)(bian)(bian)形,和(he)母材(cai)(cai)結合緊(jin)密(mi),而(er)(er)氧化(hua)物(wu)(wu)易于(yu)脫離母材(cai)(cai),造成(cheng)(cheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)。由(you)此可知,從夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類型(xing)(xing)來說(shuo),硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao),而(er)(er)氧化(hua)物(wu)(wu)、氮(dan)化(hua)物(wu)(wu)和(he)硅酸鹽等(deng)則是危(wei)害(hai)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。 不(bu)同加載(zai)條件(jian)下,夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)也不(bu)同,在(zai)(zai)高載(zai)條件(jian)下,無論有(you)(you)沒(mei)有(you)(you)夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai),外(wai)加載(zai)荷均足(zu)以(yi)使(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)生(sheng)(sheng)塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)流變(bian)(bian)(bian),夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao),而(er)(er)在(zai)(zai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限(xian)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)范圍(wei),夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)造成(cheng)(cheng)局(ju)部應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制因素(su),從而(er)(er)強(qiang)(qiang)(qiang)烈地(di)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)。也就是說(shuo),夾(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)主要是影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限(xian),對(dui)高應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)明顯。 材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)純凈度(du)是由(you)熔煉(lian)工藝過程(cheng)決定的(de)(de)(de)(de)(de)(de),因此,采用凈化(hua)冶煉(lian)方法(fa)(如真空(kong)熔煉(lian)、真空(kong)除氣(qi)和(he)電渣(zha)重熔等(deng))均可有(you)(you)效(xiao)降低鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)(za)(za)(za)質含量,改(gai)善材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。


8. 表面性能變化及殘余應(ying)力的影(ying)響 


  表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)狀態的(de)(de)(de)影響(xiang)除前已(yi)提(ti)(ti)(ti)及(ji)(ji)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)光(guang)潔度(du)(du)(du)(du)外,還包括表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機械性(xing)能的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)及(ji)(ji)殘(can)余應力(li)(li)(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)影響(xiang)。表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機械性(xing)能的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)可(ke)以是(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)學(xue)成分和(he)組(zu)織(zhi)不(bu)同(tong)(tong)(tong)所引起,也可(ke)以是(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)因(yin)(yin)(yin)形(xing)(xing)(xing)變(bian)(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)而引起。 滲碳、氮(dan)化(hua)和(he)碳氮(dan)共(gong)滲等(deng)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)熱(re)處理(li)(li)除了可(ke)以增加零件(jian)(jian)的(de)(de)(de)耐(nai)磨性(xing)之外,還是(shi)(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)零件(jian)(jian)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du),特別是(shi)(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)耐(nai)腐蝕疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)和(he)咬蝕的(de)(de)(de)一(yi)種有效(xiao)手(shou)段。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)化(hua)學(xue)熱(re)處理(li)(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)影響(xiang)主要(yao)取決于(yu)加載方(fang)式(shi)、滲層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)碳氮(dan)濃度(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)及(ji)(ji)梯度(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)與心(xin)部硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)之比(bi)、層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深以及(ji)(ji)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處理(li)(li)所形(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)(de)殘(can)余壓應力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)大(da)小和(he)分布(bu)等(deng)因(yin)(yin)(yin)素。大(da)量試驗表(biao)(biao)(biao)明,只要(yao)是(shi)(shi)(shi)先加工(gong)缺口后(hou)經化(hua)學(xue)熱(re)處理(li)(li),則一(yi)般說(shuo)來缺口越尖銳,疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高(gao)也越多(duo)。 不(bu)同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)加載方(fang)式(shi)下,表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處理(li)(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能的(de)(de)(de)影響(xiang)也不(bu)同(tong)(tong)(tong)。軸向加載時,由于(yu)不(bu)存在(zai)應力(li)(li)(li)(li)(li)沿層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深分布(bu)不(bu)均(jun)的(de)(de)(de)現象,表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)下的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)(li)(li)相同(tong)(tong)(tong)。在(zai)這(zhe)(zhe)種情況下,表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處理(li)(li)只能改(gai)善表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能,由于(yu)心(xin)部材(cai)料未得到強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua),因(yin)(yin)(yin)而疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高(gao)有限。在(zai)彎曲和(he)扭轉(zhuan)條件(jian)(jian)下,應力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)分布(bu)集中(zhong)于(yu)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處理(li)(li)形(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)(de)殘(can)余應力(li)(li)(li)(li)(li)和(he)這(zhe)(zhe)種外加應力(li)(li)(li)(li)(li)疊加,使(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)實際(ji)承受的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)(li)(li)降低(di),同(tong)(tong)(tong)時,由于(yu)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)材(cai)料的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua),因(yin)(yin)(yin)而能有效(xiao)地(di)提(ti)(ti)(ti)高(gao)彎曲和(he)扭轉(zhuan)條件(jian)(jian)下的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)。 和(he)滲碳、氮(dan)化(hua)以及(ji)(ji)碳氮(dan)共(gong)滲等(deng)化(hua)學(xue)熱(re)處理(li)(li)相反,如(ru)果零件(jian)(jian)在(zai)熱(re)處理(li)(li)過程(cheng)中(zhong)脫碳,使(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)降低(di),則會使(shi)材(cai)料的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)大(da)幅度(du)(du)(du)(du)降低(di)。同(tong)(tong)(tong)樣,表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(如(ru)鍍(du)Cr、Ni等(deng))由于(yu)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)裂紋造成的(de)(de)(de)缺口效(xiao)應、鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)基體金屬中(zhong)引起的(de)(de)(de)殘(can)余拉(la)應力(li)(li)(li)(li)(li)以及(ji)(ji)電(dian)鍍(du)過程(cheng)中(zhong)氫氣的(de)(de)(de)浸入導到氫脆等(deng)原因(yin)(yin)(yin),使(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)降低(di)。 采用感應淬火、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)火焰淬火以及(ji)(ji)低(di)淬透性(xing)鋼的(de)(de)(de)薄殼淬火,均(jun)可(ke)獲得一(yi)定深度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)化(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),并在(zai)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)(xing)(xing)成有利的(de)(de)(de)殘(can)余壓應力(li)(li)(li)(li)(li),因(yin)(yin)(yin)而也是(shi)(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)零件(jian)(jian)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)有效(xiao)方(fang)法。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)滾(gun)壓和(he)噴丸等(deng)處理(li)(li),由于(yu)能在(zai)試樣表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)(xing)成一(yi)定深度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)變(bian)(bian)硬(ying)(ying)(ying)化(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),同(tong)(tong)(tong)時使(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)產(chan)生殘(can)余壓應力(li)(li)(li)(li)(li),因(yin)(yin)(yin)而也是(shi)(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)有效(xiao)途徑。