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(ji)中(zhong)的(de)影響(xiang)
常(chang)規所講的(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du),都是用(yong)精心加工(gong)的(de)(de)光滑(hua)試樣測(ce)得的(de)(de),然(ran)而(er),實(shi)際(ji)機械零(ling)件(jian)都不(bu)可(ke)避免地(di)存(cun)(cun)在(zai)(zai)著不(bu)同形(xing)式(shi)的(de)(de)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou),如臺(tai)階、鍵槽、螺(luo)紋和(he)油孔等(deng)。這些缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)(zai)造(zao)成應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong),使缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)根(gen)部(bu)的(de)(de)最大(da)實(shi)際(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)遠大(da)于(yu)(yu)零(ling)件(jian)所承受的(de)(de)名義應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li),零(ling)件(jian)的(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)破壞往往從這里開始。 理(li)(li)論應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)Kt:在(zai)(zai)理(li)(li)想的(de)(de)彈性條件(jian)下,由(you)彈性理(li)(li)論求得的(de)(de),缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)根(gen)部(bu)的(de)(de)最大(da)實(shi)際(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)與名義應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)。 有(you)(you)(you)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(或(huo)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu))Kf:光滑(hua)試樣的(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限σ-1與缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)試樣疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限σ-1n的(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)。 有(you)(you)(you)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)不(bu)僅受構件(jian)尺(chi)寸(cun)和(he)形(xing)狀(zhuang)的(de)(de)影(ying)響,而(er)且(qie)受材料(liao)的(de)(de)物理(li)(li)性質、加工(gong)、熱處(chu)理(li)(li)等(deng)多種因素(su)的(de)(de)影(ying)響。 有(you)(you)(you)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)隨著缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)尖銳(rui)程度(du)的(de)(de)增(zeng)加而(er)增(zeng)加,但(dan)通常(chang)小于(yu)(yu)理(li)(li)論應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)。 疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)敏(min)感(gan)度(du)系(xi)(xi)數(shu)(shu)q:疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)敏(min)感(gan)度(du)系(xi)(xi)數(shu)(shu)表(biao)示(shi)材料(liao)對(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)的(de)(de)敏(min)感(gan)程度(du),由(you)下式(shi)計(ji)算。 q的(de)(de)數(shu)(shu)據范圍(wei)是0-1,q值(zhi)(zhi)越小,表(biao)征材料(liao)對(dui)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)越不(bu)敏(min)感(gan)。試驗表(biao)明,q并非純粹(cui)是材料(liao)常(chang)數(shu)(shu),它(ta)仍然(ran)和(he)缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)尺(chi)寸(cun)有(you)(you)(you)關(guan),只有(you)(you)(you)當缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)半徑大(da)于(yu)(yu)一定(ding)值(zhi)(zhi)后,q值(zhi)(zhi)才基本與缺(que)(que)口(kou)(kou)(kou)無關(guan),而(er)且(qie)對(dui)于(yu)(yu)不(bu)同材料(liao)或(huo)處(chu)理(li)(li)狀(zhuang)態,此半徑值(zhi)(zhi)也不(bu)同。
2. 尺寸因(yin)素的影響
由(you)于材料(liao)本身(shen)組織的不均勻性以及(ji)內部缺陷的存在,尺寸增加造成材料(liao)破壞概(gai)率的增加,從而降低材料(liao)的疲勞極限(xian)。尺寸效應的存在,是把試(shi)(shi)驗室(shi)(shi)小試(shi)(shi)樣測得的疲勞數據運用于大尺寸實際零(ling)(ling)件(jian)(jian)中的一個(ge)重(zhong)要問題,由(you)于不可能把實際尺寸的零(ling)(ling)件(jian)(jian)上(shang)(shang)存在的應力(li)集中、應力(li)梯度等完(wan)全相(xiang)似地在小試(shi)(shi)樣上(shang)(shang)再現出(chu)來,從而造成試(shi)(shi)驗室(shi)(shi)結果與某些具(ju)體零(ling)(ling)件(jian)(jian)疲勞破壞之間的互相(xiang)脫節。
3. 表(biao)面加(jia)工(gong)狀(zhuang)態的影響(xiang)
機(ji)加工(gong)的(de)表(biao)(biao)面總存(cun)在(zai)著高(gao)低(di)不平的(de)加工(gong)痕跡(ji)(ji),這(zhe)些痕跡(ji)(ji)就相當(dang)于微小缺口,在(zai)材(cai)料表(biao)(biao)面造成應(ying)力(li)集(ji)中,從而降(jiang)低(di)材(cai)料的(de)疲勞強(qiang)度(du)(du)。試(shi)驗(yan)表(biao)(biao)明,對(dui)于鋼(gang)和鋁合金(jin),粗糙的(de)加工(gong)(粗車)與縱向(xiang)精(jing)拋光(guang)相比,疲勞極限要降(jiang)低(di)10%-20%甚至更多。材(cai)料的(de)強(qiang)度(du)(du)越高(gao),則對(dui)表(biao)(biao)面光(guang)潔度(du)(du)越敏感。
4. 加載經歷的影響(xiang)
實(shi)際(ji)上(shang)沒有(you)任何零件(jian)(jian)是在(zai)絕對(dui)恒定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)幅條件(jian)(jian)下(xia)工作(zuo),材(cai)(cai)料(liao)(liao)實(shi)際(ji)工作(zuo)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)超載(zai)(zai)和(he)次(ci)載(zai)(zai)都會(hui)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)極限(xian)產生影響(xiang),試驗(yan)表明(ming),材(cai)(cai)料(liao)(liao)普遍存(cun)在(zai)著超載(zai)(zai)損傷(shang)(shang)和(he)次(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)(duan)煉(lian)(lian)現象。 所謂超載(zai)(zai)損傷(shang)(shang)是指材(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)高(gao)(gao)于(yu)疲勞(lao)(lao)極限(xian)的(de)(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷下(xia)運行達(da)到(dao)一(yi)定(ding)(ding)周(zhou)次(ci)后,將造(zao)(zao)成(cheng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲勞(lao)(lao)極限(xian)的(de)(de)(de)(de)下(xia)降。超載(zai)(zai)越高(gao)(gao),造(zao)(zao)成(cheng)損傷(shang)(shang)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)周(zhou)次(ci)越短(duan),如圖(tu)所示。 事(shi)實(shi)上(shang),在(zai)一(yi)定(ding)(ding)條件(jian)(jian)下(xia),少量(liang)次(ci)數的(de)(de)(de)(de)超載(zai)(zai)不僅不會(hui)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)造(zao)(zao)成(cheng)損傷(shang)(shang),由于(yu)形變強(qiang)化、裂紋尖端鈍化以及殘余壓應力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用,還會(hui)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)造(zao)(zao)成(cheng)強(qiang)化,從(cong)而提高(gao)(gao)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)極限(xian)。因此,應對(dui)超載(zai)(zai)損傷(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)概念進行一(yi)些補充和(he)修正。 所謂次(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)(duan)煉(lian)(lian)是指材(cai)(cai)料(liao)(liao)在(zai)低于(yu)疲勞(lao)(lao)極限(xian)但高(gao)(gao)于(yu)某(mou)一(yi)限(xian)值的(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)水平下(xia)運行一(yi)定(ding)(ding)周(zhou)次(ci)后,造(zao)(zao)成(cheng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)疲勞(lao)(lao)極限(xian)升高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)現象。次(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)(duan)煉(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果和(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)本(ben)身(shen)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)般來說鍛(duan)(duan)煉(lian)(lian)周(zhou)期要長些,鍛(duan)(duan)煉(lian)(lian)應力(li)(li)要高(gao)(gao)些方能見效(xiao)。
5. 化學(xue)成分的影(ying)響(xiang)
材(cai)料的(de)(de)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)與抗(kang)拉強(qiang)度(du)在(zai)一定(ding)條(tiao)件(jian)下存(cun)在(zai)著較(jiao)密切的(de)(de)關(guan)系,因(yin)(yin)此,在(zai)一定(ding)條(tiao)件(jian)下凡(fan)能提(ti)高抗(kang)拉強(qiang)度(du)的(de)(de)合金元素(su),均可提(ti)高材(cai)料的(de)(de)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)。比(bi)較(jiao)而言(yan),碳是影響(xiang)材(cai)料強(qiang)度(du)的(de)(de)最主要因(yin)(yin)素(su)。而一些在(zai)鋼中形成夾雜物(wu)的(de)(de)雜質元素(su)則(ze)對疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)產(chan)生不利影響(xiang)。
6. 熱處理和顯微組織的影(ying)響
不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)處(chu)理狀態會(hui)得(de)(de)到(dao)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)微組織(zhi)(zhi)(zhi),因此,熱(re)處(chu)理對疲(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),實質(zhi)上就是(shi)顯(xian)微組織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。同一成份的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao),由(you)于(yu)熱(re)處(chu)理不(bu)同,雖然可(ke)以得(de)(de)到(dao)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)靜強(qiang)(qiang)(qiang)度(du),但(dan)由(you)于(yu)組織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同,疲(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)可(ke)在(zai)相當大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范圍內變化(hua)。 在(zai)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)水平時,片狀珠光體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)明(ming)顯(xian)要低于(yu)粒(li)(li)狀珠光體。同是(shi)粒(li)(li)狀珠光體,其(qi)滲(shen)碳(tan)體顆粒(li)(li)越細(xi)小,則疲(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)越高(gao)。 顯(xian)微組織(zhi)(zhi)(zhi)對材料(liao)疲(pi)勞性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang),除了和(he)各種(zhong)組織(zhi)(zhi)(zhi)本身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機械性能(neng)特性有關外,還和(he)晶(jing)粒(li)(li)度(du)以及復合組織(zhi)(zhi)(zhi)中組織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布特征有關。細(xi)化(hua)晶(jing)粒(li)(li)可(ke)提高(gao)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)。
7. 夾(jia)雜物的影響
夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)本身或(huo)由(you)它而(er)(er)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔洞(dong)相(xiang)當于(yu)(yu)(yu)微小(xiao)(xiao)(xiao)缺口,在交變(bian)(bian)載(zai)荷作用(yong)下將產生(sheng)(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)和應(ying)(ying)變(bian)(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong),成(cheng)為疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋源,對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)造成(cheng)不(bu)(bu)(bu)(bu)良影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)僅取決于(yu)(yu)(yu)夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類、性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)、形狀、大(da)小(xiao)(xiao)(xiao)、數(shu)量(liang)和分布,而(er)(er)且還取決于(yu)(yu)(yu)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度水平(ping)以及(ji)外加應(ying)(ying)力(li)(li)(li)水平(ping)及(ji)狀態等(deng)(deng)(deng)因素。 不(bu)(bu)(bu)(bu)同類型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)其機械和物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)理性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)不(bu)(bu)(bu)(bu)同,和母(mu)(mu)材(cai)(cai)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異不(bu)(bu)(bu)(bu)同,對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)也(ye)不(bu)(bu)(bu)(bu)同。一般(ban)說(shuo)(shuo)來,易變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))對(dui)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較小(xiao)(xiao)(xiao),而(er)(er)脆性(xing)(xing)夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硅(gui)酸鹽等(deng)(deng)(deng))則(ze)有(you)(you)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)危害(hai)。 比基體膨(peng)(peng)脹系數(shu)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))因在基體中(zhong)(zhong)(zhong)產生(sheng)(sheng)壓應(ying)(ying)力(li)(li)(li)而(er)(er)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)小(xiao)(xiao)(xiao),而(er)(er)比基體膨(peng)(peng)脹系數(shu)小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧化(hua)(hua)鋁等(deng)(deng)(deng))因在基體中(zhong)(zhong)(zhong)產生(sheng)(sheng)拉應(ying)(ying)力(li)(li)(li)而(er)(er)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)大(da)。 夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)與(yu)母(mu)(mu)材(cai)(cai)結(jie)合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊(jin)密程(cheng)度也(ye)會影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度。硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易于(yu)(yu)(yu)變(bian)(bian)形,和母(mu)(mu)材(cai)(cai)結(jie)合緊(jin)密,而(er)(er)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易于(yu)(yu)(yu)脫離母(mu)(mu)材(cai)(cai),造成(cheng)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)。由(you)此可(ke)知,從(cong)夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類型(xing)來說(shuo)(shuo),硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較小(xiao)(xiao)(xiao),而(er)(er)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氮(dan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和硅(gui)酸鹽等(deng)(deng)(deng)則(ze)是危害(hai)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。 不(bu)(bu)(bu)(bu)同加載(zai)條件下,夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)也(ye)不(bu)(bu)(bu)(bu)同,在高載(zai)條件下,無論有(you)(you)沒有(you)(you)夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在,外加載(zai)荷均足以使材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)產生(sheng)(sheng)塑性(xing)(xing)流(liu)變(bian)(bian),夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較小(xiao)(xiao)(xiao),而(er)(er)在材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限(xian)(xian)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)范圍,夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在造成(cheng)局部(bu)應(ying)(ying)變(bian)(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)成(cheng)為塑性(xing)(xing)變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制因素,從(cong)而(er)(er)強(qiang)烈(lie)地(di)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度。也(ye)就是說(shuo)(shuo),夾(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在主要是影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限(xian)(xian),對(dui)高應(ying)(ying)力(li)(li)(li)條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)明顯(xian)。 材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純凈(jing)度是由(you)熔(rong)煉(lian)工(gong)藝過程(cheng)決定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),因此,采用(yong)凈(jing)化(hua)(hua)冶煉(lian)方法(如(ru)(ru)真空熔(rong)煉(lian)、真空除氣和電渣重熔(rong)等(deng)(deng)(deng))均可(ke)有(you)(you)效降低鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)(zhi)含(han)量(liang),改(gai)善(shan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。
8. 表面(mian)性能變化及殘余應力的影響
表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)除前已提(ti)(ti)(ti)及(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)光(guang)潔度(du)(du)(du)(du)(du)外(wai),還包括表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)機械性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)及(ji)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)機械性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)可以(yi)是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分和(he)(he)組織不(bu)(bu)同(tong)所引(yin)起,也(ye)(ye)可以(yi)是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)因形(xing)(xing)變強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)而(er)引(yin)起。 滲(shen)碳(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)等表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)除了可以(yi)增加零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)之外(wai),還是(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)零件(jian)(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du),特別是(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)耐(nai)腐蝕(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)和(he)(he)咬蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種有(you)效手(shou)段。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)主要取(qu)決(jue)于(yu)(yu)(yu)加載(zai)方(fang)式(shi)、滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)氮(dan)濃度(du)(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)及(ji)梯度(du)(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)與心(xin)部硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)之比(bi)、層(ceng)(ceng)(ceng)深以(yi)及(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)所形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)壓應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小和(he)(he)分布等因素。大量試(shi)(shi)驗表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)明,只要是(shi)(shi)先加工缺口(kou)后經(jing)化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li),則一(yi)(yi)般說(shuo)來(lai)缺口(kou)越尖銳,疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)也(ye)(ye)越多。 不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加載(zai)方(fang)式(shi)下(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)也(ye)(ye)不(bu)(bu)同(tong)。軸向(xiang)加載(zai)時,由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)不(bu)(bu)存(cun)在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)(li)沿層(ceng)(ceng)(ceng)深分布不(bu)(bu)均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)(he)層(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)相(xiang)同(tong)。在(zai)(zai)(zai)這種情況下(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)只能(neng)(neng)改善表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)(neng),由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)心(xin)部材料(liao)未(wei)得到強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),因而(er)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)有(you)限(xian)。在(zai)(zai)(zai)彎(wan)曲和(he)(he)扭轉條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)下(xia),應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布集(ji)中于(yu)(yu)(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)(li)和(he)(he)這種外(wai)加應(ying)力(li)(li)(li)疊加,使(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)實際(ji)承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)降(jiang)低(di),同(tong)時,由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),因而(er)能(neng)(neng)有(you)效地(di)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)彎(wan)曲和(he)(he)扭轉條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)。 和(he)(he)滲(shen)碳(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)以(yi)及(ji)碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)等化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)相(xiang)反,如果(guo)零件(jian)(jian)(jian)在(zai)(zai)(zai)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)過(guo)程(cheng)中脫碳(tan)(tan),使(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di),則會使(shi)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(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)(biao)面(mian)(mian)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)(如鍍Cr、Ni等)由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺口(kou)效應(ying)、鍍層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)(zai)基(ji)體(ti)金(jin)屬中引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)拉應(ying)力(li)(li)(li)以(yi)及(ji)電鍍過(guo)程(cheng)中氫(qing)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸入導到氫(qing)脆等原因,使(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(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(huo)(huo)、表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)火(huo)(huo)焰(yan)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)以(yi)及(ji)低(di)淬(cui)(cui)透性(xing)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄殼淬(cui)(cui)火(huo)(huo),均可獲得一(yi)(yi)定(ding)深度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)(du)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng),并在(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)(xing)成有(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)壓應(ying)力(li)(li)(li),因而(er)也(ye)(ye)是(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)零件(jian)(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效方(fang)法。 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)滾壓和(he)(he)噴丸(wan)等處(chu)理(li)(li)(li),由(you)(you)于(yu)(yu)(yu)能(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)試(shi)(shi)樣表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形(xing)(xing)成一(yi)(yi)定(ding)深度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)變硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng),同(tong)時使(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)產(chan)生殘余(yu)壓應(ying)力(li)(li)(li),因而(er)也(ye)(ye)是(shi)(shi)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效途徑。