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
常規所(suo)講的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du),都是(shi)用精心加(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光滑(hua)試樣測(ce)得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),然而,實際(ji)機械(xie)零(ling)件(jian)都不(bu)可避免地存在(zai)著(zhu)不(bu)同(tong)形式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)(que)口(kou),如臺階、鍵槽(cao)、螺紋和(he)油孔等(deng)。這些(xie)缺(que)(que)(que)口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)造成應(ying)(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong),使(shi)缺(que)(que)(que)口(kou)根(gen)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大實際(ji)應(ying)(ying)力遠(yuan)大于(yu)零(ling)件(jian)所(suo)承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)名義應(ying)(ying)力,零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)破(po)壞(huai)往往從這里開(kai)始(shi)。 理論(lun)應(ying)(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)Kt:在(zai)理想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)條件(jian)下,由(you)(you)彈(dan)性(xing)理論(lun)求(qiu)得的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),缺(que)(que)(que)口(kou)根(gen)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大實際(ji)應(ying)(ying)力與(yu)名義應(ying)(ying)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)值。 有(you)效(xiao)應(ying)(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)(或(huo)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)應(ying)(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu))Kf:光滑(hua)試樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限σ-1與(yu)缺(que)(que)(que)口(kou)試樣疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限σ-1n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)值。 有(you)效(xiao)應(ying)(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)不(bu)僅受構(gou)件(jian)尺寸和(he)形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響,而且受材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理性(xing)質(zhi)、加(jia)(jia)工(gong)、熱處(chu)理等(deng)多種因素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。 有(you)效(xiao)應(ying)(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)隨著(zhu)缺(que)(que)(que)口(kou)尖銳(rui)程度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)而增加(jia)(jia),但通(tong)常小(xiao)于(yu)理論(lun)應(ying)(ying)力集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)。 疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)缺(que)(que)(que)口(kou)敏(min)感(gan)(gan)度(du)(du)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)q:疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)缺(que)(que)(que)口(kou)敏(min)感(gan)(gan)度(du)(du)系(xi)(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)表(biao)示材(cai)(cai)料(liao)(liao)對(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)缺(que)(que)(que)口(kou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏(min)感(gan)(gan)程度(du)(du),由(you)(you)下式計算。 q的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)據范圍是(shi)0-1,q值越小(xiao),表(biao)征材(cai)(cai)料(liao)(liao)對(dui)缺(que)(que)(que)口(kou)越不(bu)敏(min)感(gan)(gan)。試驗表(biao)明,q并非純粹是(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)常數(shu)(shu),它仍然和(he)缺(que)(que)(que)口(kou)尺寸有(you)關(guan),只有(you)當缺(que)(que)(que)口(kou)半(ban)徑大于(yu)一定值后,q值才基本與(yu)缺(que)(que)(que)口(kou)無關(guan),而且對(dui)于(yu)不(bu)同(tong)材(cai)(cai)料(liao)(liao)或(huo)處(chu)理狀(zhuang)態,此半(ban)徑值也不(bu)同(tong)。
2. 尺寸因(yin)素(su)的影響(xiang)
由于材料(liao)(liao)本身組織的(de)(de)不均勻性以及內(nei)部缺(que)陷的(de)(de)存(cun)在(zai),尺(chi)寸增加(jia)造成材料(liao)(liao)破(po)壞(huai)概率的(de)(de)增加(jia),從而降(jiang)低材料(liao)(liao)的(de)(de)疲勞(lao)極限(xian)。尺(chi)寸效應(ying)的(de)(de)存(cun)在(zai),是把試驗(yan)室小試樣測(ce)得的(de)(de)疲勞(lao)數據運用于大尺(chi)寸實際(ji)零件中的(de)(de)一(yi)個(ge)重要(yao)問(wen)題,由于不可能把實際(ji)尺(chi)寸的(de)(de)零件上(shang)存(cun)在(zai)的(de)(de)應(ying)力集中、應(ying)力梯度等完全相(xiang)似地在(zai)小試樣上(shang)再現出來,從而造成試驗(yan)室結果(guo)與某些(xie)具體零件疲勞(lao)破(po)壞(huai)之間(jian)的(de)(de)互相(xiang)脫(tuo)節。
3. 表面加工狀態的(de)影響
機加(jia)工(gong)的(de)(de)表(biao)面總存在著高低(di)不平的(de)(de)加(jia)工(gong)痕(hen)跡(ji),這些痕(hen)跡(ji)就相當于微小缺口,在材料表(biao)面造(zao)成應(ying)力集中,從(cong)而降低(di)材料的(de)(de)疲勞強度。試驗(yan)表(biao)明,對(dui)于鋼和鋁(lv)合金,粗糙的(de)(de)加(jia)工(gong)(粗車)與縱向精(jing)拋光相比,疲勞極限要降低(di)10%-20%甚至更多(duo)。材料的(de)(de)強度越高,則對(dui)表(biao)面光潔(jie)度越敏感。
4. 加載經歷(li)的(de)影(ying)響(xiang)
實(shi)際上沒有(you)任何(he)零件(jian)是在絕對(dui)(dui)恒(heng)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)幅(fu)條件(jian)下工作,材(cai)(cai)料(liao)(liao)實(shi)際工作中的(de)(de)(de)超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)和(he)(he)(he)次載(zai)(zai)(zai)都會(hui)(hui)對(dui)(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)(lao)極限產生影(ying)響(xiang),試(shi)驗表明,材(cai)(cai)料(liao)(liao)普遍存在著超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)損(sun)傷和(he)(he)(he)次載(zai)(zai)(zai)鍛煉(lian)現象。 所謂超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)損(sun)傷是指材(cai)(cai)料(liao)(liao)在高(gao)(gao)于疲勞(lao)(lao)(lao)極限的(de)(de)(de)載(zai)(zai)(zai)荷下運行達(da)到一(yi)定(ding)(ding)周(zhou)次后,將造(zao)(zao)成材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲勞(lao)(lao)(lao)極限的(de)(de)(de)下降。超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)越高(gao)(gao),造(zao)(zao)成損(sun)傷所需的(de)(de)(de)周(zhou)次越短,如(ru)圖所示。 事實(shi)上,在一(yi)定(ding)(ding)條件(jian)下,少(shao)量次數的(de)(de)(de)超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)不僅不會(hui)(hui)對(dui)(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)造(zao)(zao)成損(sun)傷,由于形變強(qiang)化、裂紋(wen)尖端鈍化以(yi)及殘余壓(ya)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)作用,還會(hui)(hui)對(dui)(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)造(zao)(zao)成強(qiang)化,從而(er)提高(gao)(gao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)(lao)極限。因此,應(ying)(ying)對(dui)(dui)超(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)損(sun)傷的(de)(de)(de)概念進行一(yi)些補充和(he)(he)(he)修正。 所謂次載(zai)(zai)(zai)鍛煉(lian)是指材(cai)(cai)料(liao)(liao)在低于疲勞(lao)(lao)(lao)極限但高(gao)(gao)于某一(yi)限值的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)水平下運行一(yi)定(ding)(ding)周(zhou)次后,造(zao)(zao)成材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲勞(lao)(lao)(lao)極限升高(gao)(gao)的(de)(de)(de)現象。次載(zai)(zai)(zai)鍛煉(lian)的(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)和(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)本身的(de)(de)(de)性能有(you)關,塑性好的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao),一(yi)般來(lai)說鍛煉(lian)周(zhou)期要長(chang)些,鍛煉(lian)應(ying)(ying)力(li)要高(gao)(gao)些方能見效(xiao)。
5. 化學成分的影響(xiang)
材(cai)料的(de)疲(pi)勞強度(du)與抗(kang)拉強度(du)在一定(ding)條件下(xia)存在著較(jiao)密(mi)切的(de)關系,因此,在一定(ding)條件下(xia)凡能提高(gao)抗(kang)拉強度(du)的(de)合金元素,均可提高(gao)材(cai)料的(de)疲(pi)勞強度(du)。比較(jiao)而(er)言,碳(tan)是影(ying)響材(cai)料強度(du)的(de)最主要因素。而(er)一些在鋼中形成夾雜(za)物的(de)雜(za)質(zhi)元素則(ze)對疲(pi)勞強度(du)產生不利影(ying)響。
6. 熱處理和顯微組織的影響
不(bu)同的(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)理狀(zhuang)態會得到不(bu)同的(de)(de)(de)(de)顯(xian)微(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi),因此,熱(re)處(chu)(chu)理對疲勞(lao)(lao)強度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,實質上就是(shi)顯(xian)微(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。同一成(cheng)份的(de)(de)(de)(de)材(cai)料,由于熱(re)處(chu)(chu)理不(bu)同,雖然可(ke)(ke)以得到相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)靜強度(du)(du),但由于組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同,疲勞(lao)(lao)強度(du)(du)可(ke)(ke)在相(xiang)當大的(de)(de)(de)(de)范圍內(nei)變化。 在相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)水平時,片狀(zhuang)珠光(guang)體(ti)的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)強度(du)(du)明顯(xian)要(yao)低于粒(li)狀(zhuang)珠光(guang)體(ti)。同是(shi)粒(li)狀(zhuang)珠光(guang)體(ti),其滲(shen)碳體(ti)顆粒(li)越(yue)細小,則(ze)疲勞(lao)(lao)強度(du)(du)越(yue)高。 顯(xian)微(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)對材(cai)料疲勞(lao)(lao)性(xing)能的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,除了和(he)各種組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)機械性(xing)能特性(xing)有關(guan)外,還(huan)和(he)晶(jing)粒(li)度(du)(du)以及復合(he)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)分布特征有關(guan)。細化晶(jing)粒(li)可(ke)(ke)提(ti)高材(cai)料的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)強度(du)(du)。
7. 夾雜物的(de)影(ying)響(xiang)
夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)本(ben)身(shen)或由(you)它而(er)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔洞相當于微小(xiao)缺口,在交變(bian)(bian)(bian)載荷作用下(xia)將產(chan)生應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)和(he)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),成(cheng)(cheng)為(wei)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)斷裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋源,對材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能造成(cheng)(cheng)不(bu)良影(ying)(ying)響(xiang)。夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)不(bu)僅取決于夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類(lei)、性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質、形(xing)狀、大小(xiao)、數量和(he)分布,而(er)且還(huan)取決于材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)水平以及外(wai)加應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)水平及狀態等(deng)因(yin)素。 不(bu)同(tong)類(lei)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)其(qi)機械(xie)和(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能不(bu)同(tong),和(he)母(mu)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異不(bu)同(tong),對疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)也(ye)不(bu)同(tong)。一般說來,易變(bian)(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))對鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能影(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硅酸(suan)鹽(yan)(yan)等(deng))則有(you)(you)較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)危害。 比基(ji)體膨(peng)脹系數大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))因(yin)在基(ji)體中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生壓應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)而(er)影(ying)(ying)響(xiang)小(xiao),而(er)比基(ji)體膨(peng)脹系數小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧化(hua)鋁(lv)等(deng))因(yin)在基(ji)體中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生拉應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)而(er)影(ying)(ying)響(xiang)大。 夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)與母(mu)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)結合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊(jin)密程(cheng)度(du)也(ye)會(hui)影(ying)(ying)響(xiang)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)。硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易于變(bian)(bian)(bian)形(xing),和(he)母(mu)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)結合緊(jin)密,而(er)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易于脫離母(mu)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai),造成(cheng)(cheng)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。由(you)此可知,從夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型來說,硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氮(dan)化(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)硅酸(suan)鹽(yan)(yan)等(deng)則是危害較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。 不(bu)同(tong)加載條(tiao)件(jian)下(xia),夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)也(ye)不(bu)同(tong),在高載條(tiao)件(jian)下(xia),無論有(you)(you)沒有(you)(you)夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在,外(wai)加載荷均(jun)足以使材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)產(chan)生塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)流變(bian)(bian)(bian),夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)在材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)范圍(wei),夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在造成(cheng)(cheng)局(ju)部應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)為(wei)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制因(yin)素,從而(er)強(qiang)烈地影(ying)(ying)響(xiang)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)。也(ye)就(jiu)是說,夾(jia)(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在主要(yao)是影(ying)(ying)響(xiang)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)極限,對高應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)影(ying)(ying)響(xiang)不(bu)明(ming)顯。 材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)凈(jing)度(du)是由(you)熔(rong)煉工藝(yi)過程(cheng)決定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),因(yin)此,采(cai)用凈(jing)化(hua)冶煉方(fang)法(如(ru)(ru)真空熔(rong)煉、真空除氣和(he)電渣重熔(rong)等(deng))均(jun)可有(you)(you)效降低鋼中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)(za)質含量,改善材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。
8. 表面(mian)性能(neng)變化及(ji)殘(can)余應力的影響(xiang)
表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)影響除前已(yi)提(ti)及(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)光潔度(du)(du)外,還包括表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)機械(xie)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)及(ji)(ji)殘(can)(can)余應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影響。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)機械(xie)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)可(ke)(ke)以(yi)是表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)學成(cheng)(cheng)分(fen)和(he)組織不同(tong)所(suo)引起,也(ye)可(ke)(ke)以(yi)是表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)因(yin)(yin)形(xing)變強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)而(er)(er)(er)引起。 滲碳(tan)、氮(dan)(dan)化(hua)和(he)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲等(deng)(deng)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)熱(re)處(chu)理(li)除了可(ke)(ke)以(yi)增加零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)耐磨性之外,還是提(ti)高(gao)(gao)零(ling)(ling)件(jian)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du),特(te)別是提(ti)高(gao)(gao)耐腐蝕(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)和(he)咬(yao)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)一種有(you)(you)效(xiao)手段(duan)。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)學熱(re)處(chu)理(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影響主要取決(jue)于(yu)加載(zai)方(fang)式、滲層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)氮(dan)(dan)濃(nong)度(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)及(ji)(ji)梯度(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)與心部(bu)硬(ying)度(du)(du)之比(bi)、層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)以(yi)及(ji)(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)所(suo)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余壓(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)大小和(he)分(fen)布等(deng)(deng)因(yin)(yin)素。大量試(shi)驗表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)明(ming),只要是先加工缺口(kou)后經(jing)化(hua)學熱(re)處(chu)理(li),則(ze)一般說(shuo)來缺口(kou)越尖(jian)銳,疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)也(ye)越多。 不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)加載(zai)方(fang)式下(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影響也(ye)不同(tong)。軸(zhou)向加載(zai)時,由于(yu)不存在(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)沿層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)分(fen)布不均的(de)(de)(de)(de)(de)現象,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)層(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)相(xiang)同(tong)。在(zai)(zai)這種情(qing)況下(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)只能(neng)(neng)改善表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性能(neng)(neng),由于(yu)心部(bu)材(cai)料未得(de)(de)到強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua),因(yin)(yin)而(er)(er)(er)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)有(you)(you)限。在(zai)(zai)彎曲和(he)扭轉條(tiao)件(jian)下(xia),應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布集(ji)中(zhong)(zhong)于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)和(he)這種外加應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)疊加,使表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)實際承受的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)降(jiang)(jiang)低(di)(di),同(tong)時,由于(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua),因(yin)(yin)而(er)(er)(er)能(neng)(neng)有(you)(you)效(xiao)地提(ti)高(gao)(gao)彎曲和(he)扭轉條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)。 和(he)滲碳(tan)、氮(dan)(dan)化(hua)以(yi)及(ji)(ji)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲等(deng)(deng)化(hua)學熱(re)處(chu)理(li)相(xiang)反,如果零(ling)(ling)件(jian)在(zai)(zai)熱(re)處(chu)理(li)過(guo)程中(zhong)(zhong)脫(tuo)碳(tan),使表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)降(jiang)(jiang)低(di)(di),則(ze)會使材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)大幅度(du)(du)降(jiang)(jiang)低(di)(di)。同(tong)樣,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)(如鍍Cr、Ni等(deng)(deng))由于(yu)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)缺口(kou)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)、鍍層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)基體金屬中(zhong)(zhong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余拉應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)以(yi)及(ji)(ji)電鍍過(guo)程中(zhong)(zhong)氫氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)浸(jin)入導(dao)到氫脆等(deng)(deng)原(yuan)因(yin)(yin),使疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)降(jiang)(jiang)低(di)(di)。 采用感應(ying)(ying)(ying)(ying)淬火(huo)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)火(huo)焰淬火(huo)以(yi)及(ji)(ji)低(di)(di)淬透性鋼的(de)(de)(de)(de)(de)薄殼淬火(huo),均可(ke)(ke)獲得(de)(de)一定深(shen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)化(hua)層(ceng)(ceng)(ceng),并在(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)成(cheng)(cheng)有(you)(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余壓(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li),因(yin)(yin)而(er)(er)(er)也(ye)是提(ti)高(gao)(gao)零(ling)(ling)件(jian)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)方(fang)法(fa)。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)滾壓(ya)和(he)噴丸等(deng)(deng)處(chu)理(li),由于(yu)能(neng)(neng)在(zai)(zai)試(shi)樣表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)一定深(shen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)變硬(ying)化(hua)層(ceng)(ceng)(ceng),同(tong)時使表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)產(chan)生殘(can)(can)余壓(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li),因(yin)(yin)而(er)(er)(er)也(ye)是提(ti)高(gao)(gao)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)途徑。

