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(zhong)的(de)影(ying)響
常(chang)規所講的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)強(qiang)度(du),都(dou)是(shi)用(yong)精(jing)心加工的(de)(de)(de)(de)光滑試(shi)(shi)樣測(ce)得(de)的(de)(de)(de)(de),然(ran)而(er),實(shi)(shi)際機械零件(jian)都(dou)不(bu)可避免(mian)地存在著不(bu)同形式的(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou),如臺階、鍵槽、螺(luo)紋和油(you)孔等。這些缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)存在造(zao)成應(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong),使缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)根(gen)部(bu)的(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)實(shi)(shi)際應(ying)(ying)力(li)(li)遠大(da)(da)于零件(jian)所承受的(de)(de)(de)(de)名(ming)義(yi)應(ying)(ying)力(li)(li),零件(jian)的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)破壞(huai)往往從這里(li)開始(shi)。 理(li)論應(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系數(shu)Kt:在理(li)想的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)條件(jian)下(xia)(xia),由彈性(xing)理(li)論求得(de)的(de)(de)(de)(de),缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)根(gen)部(bu)的(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)實(shi)(shi)際應(ying)(ying)力(li)(li)與(yu)名(ming)義(yi)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)(zhi)。 有(you)效(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系數(shu)(或疲勞(lao)(lao)應(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系數(shu))Kf:光滑試(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)極限σ-1與(yu)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)試(shi)(shi)樣疲勞(lao)(lao)極限σ-1n的(de)(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)(zhi)。 有(you)效(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系數(shu)不(bu)僅受構件(jian)尺(chi)寸和形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),而(er)且受材料(liao)的(de)(de)(de)(de)物理(li)性(xing)質、加工、熱(re)處理(li)等多種因(yin)素的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。 有(you)效(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系數(shu)隨著缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)尖銳程度(du)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加而(er)增(zeng)加,但通常(chang)小于理(li)論應(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)中(zhong)(zhong)系數(shu)。 疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)敏感(gan)度(du)系數(shu)q:疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)敏感(gan)度(du)系數(shu)表示材料(liao)對(dui)疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)敏感(gan)程度(du),由下(xia)(xia)式計(ji)算。 q的(de)(de)(de)(de)數(shu)據范圍是(shi)0-1,q值(zhi)(zhi)(zhi)越小,表征材料(liao)對(dui)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)越不(bu)敏感(gan)。試(shi)(shi)驗表明,q并非純(chun)粹(cui)是(shi)材料(liao)常(chang)數(shu),它仍然(ran)和缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)尺(chi)寸有(you)關,只有(you)當缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)半徑大(da)(da)于一(yi)定值(zhi)(zhi)(zhi)后,q值(zhi)(zhi)(zhi)才基本與(yu)缺(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)無關,而(er)且對(dui)于不(bu)同材料(liao)或處理(li)狀(zhuang)態,此半徑值(zhi)(zhi)(zhi)也不(bu)同。
2. 尺寸因素的影響
由于(yu)材(cai)料(liao)本身組(zu)織的(de)(de)(de)不均勻性(xing)以及(ji)內部(bu)缺陷的(de)(de)(de)存在(zai)(zai),尺寸(cun)增加造成材(cai)料(liao)破壞概率的(de)(de)(de)增加,從而降低材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)極限。尺寸(cun)效應的(de)(de)(de)存在(zai)(zai),是把試(shi)驗室小試(shi)樣測得的(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)數(shu)據運用(yong)于(yu)大尺寸(cun)實際零件(jian)中的(de)(de)(de)一個重要問題(ti),由于(yu)不可能(neng)把實際尺寸(cun)的(de)(de)(de)零件(jian)上(shang)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)應力集中、應力梯度(du)等完全相似地(di)在(zai)(zai)小試(shi)樣上(shang)再現出(chu)來,從而造成試(shi)驗室結(jie)果與某(mou)些(xie)具體零件(jian)疲(pi)勞(lao)破壞之間(jian)的(de)(de)(de)互相脫(tuo)節。
3. 表面加工狀態的影響
機加工(gong)的(de)表面總(zong)存在著(zhu)高(gao)低(di)不平的(de)加工(gong)痕(hen)跡,這些痕(hen)跡就相當(dang)于微小缺口,在材(cai)料表面造(zao)成(cheng)應力集中,從(cong)而降低(di)材(cai)料的(de)疲(pi)勞強(qiang)度(du)。試驗表明,對于鋼和鋁合金(jin),粗(cu)糙的(de)加工(gong)(粗(cu)車)與縱向精(jing)拋光相比(bi),疲(pi)勞極(ji)限要降低(di)10%-20%甚至更多(duo)。材(cai)料的(de)強(qiang)度(du)越高(gao),則(ze)對表面光潔(jie)度(du)越敏感(gan)。
4. 加(jia)載經(jing)歷的影(ying)響
實際上(shang)沒有任何(he)零(ling)件(jian)(jian)是(shi)在(zai)(zai)絕對(dui)(dui)恒定的(de)(de)(de)應力幅條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)工(gong)作(zuo),材(cai)(cai)(cai)料(liao)實際工(gong)作(zuo)中(zhong)的(de)(de)(de)超(chao)(chao)載(zai)(zai)和(he)次(ci)載(zai)(zai)都會(hui)對(dui)(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)疲勞(lao)極(ji)(ji)限(xian)產生影(ying)響,試驗表明,材(cai)(cai)(cai)料(liao)普遍(bian)存在(zai)(zai)著超(chao)(chao)載(zai)(zai)損(sun)傷(shang)(shang)和(he)次(ci)載(zai)(zai)鍛煉(lian)現象。 所(suo)(suo)謂超(chao)(chao)載(zai)(zai)損(sun)傷(shang)(shang)是(shi)指材(cai)(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)高(gao)(gao)于疲勞(lao)極(ji)(ji)限(xian)的(de)(de)(de)載(zai)(zai)荷(he)下(xia)運(yun)行達到(dao)一(yi)定周(zhou)(zhou)次(ci)后(hou),將造(zao)成(cheng)材(cai)(cai)(cai)料(liao)疲勞(lao)極(ji)(ji)限(xian)的(de)(de)(de)下(xia)降。超(chao)(chao)載(zai)(zai)越高(gao)(gao),造(zao)成(cheng)損(sun)傷(shang)(shang)所(suo)(suo)需的(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)次(ci)越短,如圖所(suo)(suo)示。 事實上(shang),在(zai)(zai)一(yi)定條(tiao)件(jian)(jian)下(xia),少量次(ci)數的(de)(de)(de)超(chao)(chao)載(zai)(zai)不僅不會(hui)對(dui)(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)造(zao)成(cheng)損(sun)傷(shang)(shang),由于形變強化(hua)、裂紋尖端鈍化(hua)以(yi)及殘(can)余壓(ya)應力的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),還(huan)會(hui)對(dui)(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)造(zao)成(cheng)強化(hua),從而(er)提(ti)高(gao)(gao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)疲勞(lao)極(ji)(ji)限(xian)。因此,應對(dui)(dui)超(chao)(chao)載(zai)(zai)損(sun)傷(shang)(shang)的(de)(de)(de)概念進行一(yi)些補充和(he)修正。 所(suo)(suo)謂次(ci)載(zai)(zai)鍛煉(lian)是(shi)指材(cai)(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)低于疲勞(lao)極(ji)(ji)限(xian)但高(gao)(gao)于某(mou)一(yi)限(xian)值的(de)(de)(de)應力水平(ping)下(xia)運(yun)行一(yi)定周(zhou)(zhou)次(ci)后(hou),造(zao)成(cheng)材(cai)(cai)(cai)料(liao)疲勞(lao)極(ji)(ji)限(xian)升高(gao)(gao)的(de)(de)(de)現象。次(ci)載(zai)(zai)鍛煉(lian)的(de)(de)(de)效果和(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)本(ben)身的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)有關,塑性(xing)好的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao),一(yi)般來說鍛煉(lian)周(zhou)(zhou)期要長些,鍛煉(lian)應力要高(gao)(gao)些方能(neng)見效。
5. 化(hua)學成(cheng)分的(de)影響(xiang)
材(cai)料的(de)疲勞強度(du)(du)(du)與(yu)抗(kang)拉(la)強度(du)(du)(du)在一(yi)(yi)定條(tiao)件下存在著(zhu)較(jiao)密切的(de)關系,因此(ci),在一(yi)(yi)定條(tiao)件下凡能(neng)提高抗(kang)拉(la)強度(du)(du)(du)的(de)合金(jin)元素,均可提高材(cai)料的(de)疲勞強度(du)(du)(du)。比(bi)較(jiao)而(er)言(yan),碳是影(ying)響材(cai)料強度(du)(du)(du)的(de)最(zui)主要因素。而(er)一(yi)(yi)些在鋼中形成夾雜物的(de)雜質元素則對(dui)疲勞強度(du)(du)(du)產生不利影(ying)響。
6. 熱處理和顯微組織的影響(xiang)
不(bu)同(tong)的(de)熱處理(li)狀態(tai)會(hui)得(de)到不(bu)同(tong)的(de)顯微(wei)組(zu)(zu)(zu)織,因(yin)此(ci),熱處理(li)對(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)的(de)影響,實質上就是顯微(wei)組(zu)(zu)(zu)織的(de)影響。同(tong)一成份的(de)材料(liao),由于(yu)熱處理(li)不(bu)同(tong),雖然可以得(de)到相同(tong)的(de)靜(jing)強(qiang)度(du),但由于(yu)組(zu)(zu)(zu)織的(de)不(bu)同(tong),疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)可在(zai)相當大的(de)范圍內變化(hua)。 在(zai)相同(tong)的(de)強(qiang)度(du)水平時,片狀珠(zhu)(zhu)光(guang)體的(de)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)明顯要(yao)低于(yu)粒(li)狀珠(zhu)(zhu)光(guang)體。同(tong)是粒(li)狀珠(zhu)(zhu)光(guang)體,其滲碳體顆粒(li)越(yue)細(xi)(xi)小,則疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)越(yue)高。 顯微(wei)組(zu)(zu)(zu)織對(dui)材料(liao)疲(pi)勞(lao)(lao)性能(neng)的(de)影響,除(chu)了和各種組(zu)(zu)(zu)織本身(shen)的(de)機(ji)械性能(neng)特(te)性有(you)關(guan)外,還和晶(jing)粒(li)度(du)以及復合組(zu)(zu)(zu)織中(zhong)組(zu)(zu)(zu)織的(de)分布(bu)特(te)征(zheng)有(you)關(guan)。細(xi)(xi)化(hua)晶(jing)粒(li)可提高材料(liao)的(de)疲(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)。
7. 夾雜物的(de)影(ying)響(xiang)
夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)本身或由(you)它而(er)(er)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔洞相當于微(wei)小(xiao)缺口,在(zai)交(jiao)變(bian)(bian)載荷(he)作用(yong)下(xia)將產(chan)生應(ying)(ying)(ying)力(li)集中(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)集中(zhong)(zhong),成為疲(pi)(pi)勞(lao)斷裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋源,對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)造(zao)(zao)成不良影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)。夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(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)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)不僅取決(jue)于夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類(lei)、性(xing)(xing)質、形(xing)狀(zhuang)、大小(xiao)、數(shu)量和(he)(he)(he)分布(bu),而(er)(er)且還取決(jue)于材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)水(shui)平以(yi)及外加(jia)(jia)應(ying)(ying)(ying)力(li)水(shui)平及狀(zhuang)態(tai)等因(yin)素(su)。 不同(tong)類(lei)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)其(qi)機械(xie)和(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)性(xing)(xing)能(neng)不同(tong),和(he)(he)(he)母材(cai)(cai)性(xing)(xing)能(neng)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)不同(tong),對(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)也不同(tong)。一般(ban)說(shuo)來,易(yi)變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)(su)性(xing)(xing)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如硫化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))對(dui)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao),而(er)(er)脆性(xing)(xing)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、硅酸(suan)鹽等)則有(you)(you)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)害(hai)。 比(bi)基(ji)體(ti)膨脹(zhang)系數(shu)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如硫化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu))因(yin)在(zai)基(ji)體(ti)中(zhong)(zhong)產(chan)生壓應(ying)(ying)(ying)力(li)而(er)(er)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)小(xiao),而(er)(er)比(bi)基(ji)體(ti)膨脹(zhang)系數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(如氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)等)因(yin)在(zai)基(ji)體(ti)中(zhong)(zhong)產(chan)生拉應(ying)(ying)(ying)力(li)而(er)(er)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)大。 夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)與(yu)母材(cai)(cai)結合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊密程度(du)(du)(du)也會影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)。硫化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易(yi)于變(bian)(bian)形(xing),和(he)(he)(he)母材(cai)(cai)結合緊密,而(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易(yi)于脫離母材(cai)(cai),造(zao)(zao)成應(ying)(ying)(ying)力(li)集中(zhong)(zhong)。由(you)此可知(zhi),從夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型來說(shuo),硫化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao),而(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)(he)(he)硅酸(suan)鹽等則是(shi)(shi)危(wei)害(hai)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。 不同(tong)加(jia)(jia)載條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia),夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)也不同(tong),在(zai)高(gao)載條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia),無論(lun)有(you)(you)沒有(you)(you)夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai),外加(jia)(jia)載荷(he)均足以(yi)使材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)產(chan)生塑(su)(su)性(xing)(xing)流變(bian)(bian),夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao),而(er)(er)在(zai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)極(ji)限應(ying)(ying)(ying)力(li)范圍,夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)造(zao)(zao)成局部應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)集中(zhong)(zhong)成為塑(su)(su)性(xing)(xing)變(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制因(yin)素(su),從而(er)(er)強(qiang)(qiang)烈地影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)。也就是(shi)(shi)說(shuo),夾(jia)(jia)雜(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)主要是(shi)(shi)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)極(ji)限,對(dui)高(gao)應(ying)(ying)(ying)力(li)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)影(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)不明顯。 材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純凈度(du)(du)(du)是(shi)(shi)由(you)熔煉工藝過(guo)程決(jue)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),因(yin)此,采用(yong)凈化(hua)(hua)(hua)(hua)冶煉方法(如真空熔煉、真空除氣和(he)(he)(he)電渣(zha)重熔等)均可有(you)(you)效降低鋼中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)質含量,改善材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)。
8. 表面性(xing)能變化及殘余應力的影響
表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)除前已提(ti)(ti)及(ji)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)光潔度(du)(du)(du)外,還包(bao)括表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)機械性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)及(ji)殘(can)余(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)機械性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)可(ke)以(yi)(yi)是表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)化(hua)(hua)學成(cheng)分(fen)和(he)(he)(he)組(zu)織不同(tong)所引(yin)起,也可(ke)以(yi)(yi)是表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)因(yin)(yin)形(xing)變(bian)強(qiang)化(hua)(hua)而(er)引(yin)起。 滲碳(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)和(he)(he)(he)碳(tan)(tan)氮(dan)共滲等表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)熱處(chu)理(li)(li)(li)除了(le)可(ke)以(yi)(yi)增加(jia)零件的(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨性(xing)之外,還是提(ti)(ti)高(gao)零件疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du),特別是提(ti)(ti)高(gao)耐(nai)腐蝕疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)和(he)(he)(he)咬蝕的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)手(shou)段。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)學熱處(chu)理(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)主(zhu)要(yao)取決于(yu)加(jia)載(zai)方式、滲層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)氮(dan)濃度(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)及(ji)梯度(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)與心部硬度(du)(du)(du)之比、層(ceng)(ceng)深以(yi)(yi)及(ji)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)所形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)殘(can)余(yu)壓應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小和(he)(he)(he)分(fen)布(bu)等因(yin)(yin)素。大(da)(da)量(liang)試(shi)驗表(biao)(biao)(biao)明,只要(yao)是先加(jia)工(gong)缺口(kou)后經化(hua)(hua)學熱處(chu)理(li)(li)(li),則一(yi)(yi)般說來缺口(kou)越(yue)尖(jian)銳,疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)也越(yue)多(duo)。 不同(tong)的(de)(de)(de)(de)加(jia)載(zai)方式下(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)也不同(tong)。軸向(xiang)加(jia)載(zai)時,由(you)于(yu)不存在(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)沿層(ceng)(ceng)深分(fen)布(bu)不均的(de)(de)(de)(de)現象,表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)和(he)(he)(he)層(ceng)(ceng)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)相(xiang)同(tong)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)只能(neng)改善(shan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng),由(you)于(yu)心部材料(liao)未得到(dao)強(qiang)化(hua)(hua),因(yin)(yin)而(er)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)有(you)限。在(zai)彎曲(qu)和(he)(he)(he)扭(niu)(niu)轉(zhuan)條(tiao)件下(xia)(xia),應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)分(fen)布(bu)集中(zhong)(zhong)于(yu)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)殘(can)余(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)和(he)(he)(he)這(zhe)種(zhong)外加(jia)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)疊加(jia),使(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)實(shi)際(ji)承受的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)降低,同(tong)時,由(you)于(yu)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua),因(yin)(yin)而(er)能(neng)有(you)效(xiao)地提(ti)(ti)高(gao)彎曲(qu)和(he)(he)(he)扭(niu)(niu)轉(zhuan)條(tiao)件下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)。 和(he)(he)(he)滲碳(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)以(yi)(yi)及(ji)碳(tan)(tan)氮(dan)共滲等化(hua)(hua)學熱處(chu)理(li)(li)(li)相(xiang)反(fan),如(ru)果(guo)零件在(zai)熱處(chu)理(li)(li)(li)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)脫碳(tan)(tan),使(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)降低,則會使(shi)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)大(da)(da)幅度(du)(du)(du)降低。同(tong)樣,表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(如(ru)鍍(du)(du)Cr、Ni等)由(you)于(yu)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)裂紋造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)缺口(kou)效(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)、鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)在(zai)基體金屬中(zhong)(zhong)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)殘(can)余(yu)拉應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)以(yi)(yi)及(ji)電(dian)鍍(du)(du)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)氫(qing)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)浸入導到(dao)氫(qing)脆等原因(yin)(yin),使(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)降低。 采用感(gan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)火(huo)(huo)(huo)焰淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo)以(yi)(yi)及(ji)低淬(cui)(cui)透性(xing)鋼的(de)(de)(de)(de)薄殼(ke)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)(huo),均可(ke)獲得一(yi)(yi)定(ding)深度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)化(hua)(hua)層(ceng)(ceng),并在(zai)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)形(xing)成(cheng)有(you)利的(de)(de)(de)(de)殘(can)余(yu)壓應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li),因(yin)(yin)而(er)也是提(ti)(ti)高(gao)零件疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)方法。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)滾壓和(he)(he)(he)噴丸(wan)等處(chu)理(li)(li)(li),由(you)于(yu)能(neng)在(zai)試(shi)樣表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)定(ding)深度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)形(xing)變(bian)硬化(hua)(hua)層(ceng)(ceng),同(tong)時使(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)產生殘(can)余(yu)壓應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li),因(yin)(yin)而(er)也是提(ti)(ti)高(gao)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)途徑(jing)。

