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(li)集中的(de)影(ying)響
常規所講(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)強度,都(dou)是用精心加工的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)滑試樣(yang)測得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),然而(er)(er),實(shi)際(ji)機械零(ling)(ling)件都(dou)不(bu)可(ke)避(bi)免地存(cun)在(zai)著(zhu)不(bu)同(tong)形式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺口,如(ru)臺階(jie)、鍵槽、螺紋和(he)油孔等。這(zhe)些缺口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)造成應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong),使缺口根部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)實(shi)際(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)遠大(da)于零(ling)(ling)件所承(cheng)受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)名義(yi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li),零(ling)(ling)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)破壞往往從(cong)這(zhe)里開(kai)始。 理(li)論應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)數(shu)Kt:在(zai)理(li)想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)彈性條(tiao)件下,由彈性理(li)論求得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),缺口根部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)實(shi)際(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)與名義(yi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比值(zhi)。 有效(xiao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)數(shu)(或(huo)疲勞(lao)(lao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)數(shu))Kf:光(guang)滑試樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)極限σ-1與缺口試樣(yang)疲勞(lao)(lao)極限σ-1n的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)比值(zhi)。 有效(xiao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)數(shu)不(bu)僅受構件尺寸和(he)形狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),而(er)(er)且(qie)受材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)性質、加工、熱處(chu)理(li)等多種(zhong)因素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。 有效(xiao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)數(shu)隨著(zhu)缺口尖銳(rui)程度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加而(er)(er)增(zeng)加,但通常小于理(li)論應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)(xi)數(shu)。 疲勞(lao)(lao)缺口敏感(gan)度系(xi)(xi)(xi)數(shu)q:疲勞(lao)(lao)缺口敏感(gan)度系(xi)(xi)(xi)數(shu)表示材(cai)料對疲勞(lao)(lao)缺口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏感(gan)程度,由下式計算(suan)。 q的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據范圍是0-1,q值(zhi)越(yue)小,表征(zheng)材(cai)料對缺口越(yue)不(bu)敏感(gan)。試驗表明(ming),q并非純粹(cui)是材(cai)料常數(shu),它仍然和(he)缺口尺寸有關(guan),只有當缺口半徑大(da)于一定值(zhi)后,q值(zhi)才基(ji)本與缺口無關(guan),而(er)(er)且(qie)對于不(bu)同(tong)材(cai)料或(huo)處(chu)理(li)狀態(tai),此半徑值(zhi)也不(bu)同(tong)。
2. 尺寸因素的影響
由(you)于材料(liao)本身(shen)組織的不均勻性以及內部缺陷(xian)的存(cun)在,尺寸(cun)增加造成材料(liao)破壞(huai)概率的增加,從而降低材料(liao)的疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)。尺寸(cun)效應(ying)的存(cun)在,是把試(shi)驗室小試(shi)樣(yang)測得的疲(pi)勞(lao)(lao)數據運用于大尺寸(cun)實(shi)(shi)際零件(jian)中的一個重(zhong)要問(wen)題(ti),由(you)于不可能把實(shi)(shi)際尺寸(cun)的零件(jian)上(shang)存(cun)在的應(ying)力集中、應(ying)力梯度等完全相(xiang)似地在小試(shi)樣(yang)上(shang)再現(xian)出來,從而造成試(shi)驗室結果與某些具體零件(jian)疲(pi)勞(lao)(lao)破壞(huai)之間(jian)的互(hu)相(xiang)脫(tuo)節。
3. 表面加工狀態的影響
機加工的表面(mian)總(zong)存(cun)在(zai)著高(gao)低(di)不平的加工痕(hen)跡(ji),這些(xie)痕(hen)跡(ji)就(jiu)相(xiang)(xiang)當于(yu)微小缺口,在(zai)材料(liao)表面(mian)造成(cheng)應力集中(zhong),從而降(jiang)低(di)材料(liao)的疲(pi)勞強度。試驗表明,對(dui)于(yu)鋼和(he)鋁合(he)金(jin),粗糙的加工(粗車)與縱向精拋光(guang)(guang)相(xiang)(xiang)比,疲(pi)勞極限要降(jiang)低(di)10%-20%甚至(zhi)更多。材料(liao)的強度越高(gao),則對(dui)表面(mian)光(guang)(guang)潔度越敏(min)感。
4. 加載經歷的影響(xiang)
實際(ji)上(shang)(shang)沒有任何零(ling)件是在絕對(dui)恒定的(de)應(ying)力(li)幅條(tiao)件下工作,材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)實際(ji)工作中的(de)超(chao)載(zai)(zai)和(he)次(ci)(ci)載(zai)(zai)都會(hui)對(dui)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)產生影響,試驗表(biao)明,材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)普遍存在著超(chao)載(zai)(zai)損(sun)(sun)傷和(he)次(ci)(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)煉現(xian)象。 所(suo)謂超(chao)載(zai)(zai)損(sun)(sun)傷是指材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)在高于(yu)疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)的(de)載(zai)(zai)荷下運行達(da)到一定周次(ci)(ci)后(hou),將(jiang)造(zao)成(cheng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)的(de)下降(jiang)。超(chao)載(zai)(zai)越(yue)高,造(zao)成(cheng)損(sun)(sun)傷所(suo)需的(de)周次(ci)(ci)越(yue)短,如(ru)圖(tu)所(suo)示。 事實上(shang)(shang),在一定條(tiao)件下,少(shao)量次(ci)(ci)數的(de)超(chao)載(zai)(zai)不僅(jin)不會(hui)對(dui)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)造(zao)成(cheng)損(sun)(sun)傷,由于(yu)形變(bian)強化(hua)(hua)、裂紋尖端(duan)鈍化(hua)(hua)以及殘余壓(ya)應(ying)力(li)的(de)作用,還會(hui)對(dui)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)造(zao)成(cheng)強化(hua)(hua),從(cong)而提高材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)。因(yin)此(ci),應(ying)對(dui)超(chao)載(zai)(zai)損(sun)(sun)傷的(de)概念進行一些(xie)補充(chong)和(he)修正。 所(suo)謂次(ci)(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)煉是指材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)在低于(yu)疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)但高于(yu)某一限(xian)值的(de)應(ying)力(li)水平下運行一定周次(ci)(ci)后(hou),造(zao)成(cheng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)疲(pi)勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)升高的(de)現(xian)象。次(ci)(ci)載(zai)(zai)鍛(duan)煉的(de)效果和(he)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)本(ben)身的(de)性能有關,塑性好(hao)的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao),一般來說鍛(duan)煉周期要長些(xie),鍛(duan)煉應(ying)力(li)要高些(xie)方能見效。
5. 化學成分的影響
材(cai)料的(de)疲(pi)勞(lao)強度與(yu)抗(kang)(kang)拉(la)強度在(zai)一定條(tiao)件(jian)下(xia)存在(zai)著較密切(qie)的(de)關(guan)系(xi),因此(ci),在(zai)一定條(tiao)件(jian)下(xia)凡能(neng)提(ti)高抗(kang)(kang)拉(la)強度的(de)合金元素,均(jun)可(ke)提(ti)高材(cai)料的(de)疲(pi)勞(lao)強度。比較而言,碳是影響(xiang)材(cai)料強度的(de)最主要(yao)因素。而一些(xie)在(zai)鋼中形(xing)成夾(jia)雜物的(de)雜質元素則對疲(pi)勞(lao)強度產生不利影響(xiang)。
6. 熱處理和顯微組織的影(ying)響
不同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)熱(re)處(chu)理狀(zhuang)態(tai)會得到(dao)不同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)顯微(wei)組(zu)(zu)織(zhi),因此,熱(re)處(chu)理對(dui)疲(pi)勞強度(du)(du)(du)(du)的(de)影響(xiang),實質上就是顯微(wei)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)影響(xiang)。同(tong)(tong)(tong)(tong)一(yi)成(cheng)份的(de)材(cai)(cai)料(liao),由(you)于熱(re)處(chu)理不同(tong)(tong)(tong)(tong),雖然可以得到(dao)相同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)靜強度(du)(du)(du)(du),但由(you)于組(zu)(zu)織(zhi)的(de)不同(tong)(tong)(tong)(tong),疲(pi)勞強度(du)(du)(du)(du)可在(zai)相當大的(de)范(fan)圍內變化。 在(zai)相同(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)強度(du)(du)(du)(du)水平時,片狀(zhuang)珠(zhu)光體的(de)疲(pi)勞強度(du)(du)(du)(du)明顯要低于粒(li)(li)(li)狀(zhuang)珠(zhu)光體。同(tong)(tong)(tong)(tong)是粒(li)(li)(li)狀(zhuang)珠(zhu)光體,其滲(shen)碳體顆粒(li)(li)(li)越(yue)細小,則(ze)疲(pi)勞強度(du)(du)(du)(du)越(yue)高。 顯微(wei)組(zu)(zu)織(zhi)對(dui)材(cai)(cai)料(liao)疲(pi)勞性能(neng)的(de)影響(xiang),除了和(he)各(ge)種(zhong)組(zu)(zu)織(zhi)本(ben)身的(de)機械性能(neng)特(te)性有(you)關外(wai),還和(he)晶(jing)粒(li)(li)(li)度(du)(du)(du)(du)以及復(fu)合組(zu)(zu)織(zhi)中組(zu)(zu)織(zhi)的(de)分布特(te)征有(you)關。細化晶(jing)粒(li)(li)(li)可提高材(cai)(cai)料(liao)的(de)疲(pi)勞強度(du)(du)(du)(du)。
7. 夾雜物(wu)的影響
夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)本(ben)身或由(you)它(ta)而產生的(de)(de)(de)孔洞相當于微小(xiao)(xiao)缺口,在(zai)交變(bian)(bian)載(zai)荷(he)作用(yong)下將產生應(ying)(ying)力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)和(he)(he)應(ying)(ying)變(bian)(bian)集(ji)中(zhong)(zhong),成(cheng)為疲(pi)(pi)勞(lao)斷裂的(de)(de)(de)裂紋源,對(dui)(dui)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)造(zao)成(cheng)不(bu)良影響(xiang)(xiang)(xiang)。夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)度的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)僅取決于夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)種類、性(xing)(xing)(xing)(xing)質、形狀(zhuang)(zhuang)、大(da)小(xiao)(xiao)、數(shu)(shu)量和(he)(he)分布,而且還取決于材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)強(qiang)度水(shui)平(ping)以(yi)(yi)及(ji)外(wai)加應(ying)(ying)力(li)水(shui)平(ping)及(ji)狀(zhuang)(zhuang)態等(deng)(deng)因素。 不(bu)同類型的(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)其機(ji)械(xie)和(he)(he)物(wu)(wu)(wu)理性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)不(bu)同,和(he)(he)母材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)之間的(de)(de)(de)差異(yi)不(bu)同,對(dui)(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)也(ye)不(bu)同。一般說(shuo)(shuo)來,易(yi)(yi)變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫(liu)化物(wu)(wu)(wu))對(dui)(dui)鋼(gang)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)影響(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao)(xiao),而脆性(xing)(xing)(xing)(xing)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧(yang)(yang)化物(wu)(wu)(wu)、硅酸(suan)鹽等(deng)(deng))則有(you)(you)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)危害(hai)(hai)。 比(bi)基(ji)體膨脹(zhang)系(xi)數(shu)(shu)大(da)的(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫(liu)化物(wu)(wu)(wu))因在(zai)基(ji)體中(zhong)(zhong)產生壓(ya)應(ying)(ying)力(li)而影響(xiang)(xiang)(xiang)小(xiao)(xiao),而比(bi)基(ji)體膨脹(zhang)系(xi)數(shu)(shu)小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧(yang)(yang)化鋁等(deng)(deng))因在(zai)基(ji)體中(zhong)(zhong)產生拉(la)應(ying)(ying)力(li)而影響(xiang)(xiang)(xiang)大(da)。 夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)與母材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)結合的(de)(de)(de)緊密程度也(ye)會(hui)影響(xiang)(xiang)(xiang)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)度。硫(liu)化物(wu)(wu)(wu)易(yi)(yi)于變(bian)(bian)形,和(he)(he)母材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)結合緊密,而氧(yang)(yang)化物(wu)(wu)(wu)易(yi)(yi)于脫離母材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai),造(zao)成(cheng)應(ying)(ying)力(li)集(ji)中(zhong)(zhong)。由(you)此可(ke)知,從(cong)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)類型來說(shuo)(shuo),硫(liu)化物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao)(xiao),而氧(yang)(yang)化物(wu)(wu)(wu)、氮化物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)硅酸(suan)鹽等(deng)(deng)則是(shi)(shi)危害(hai)(hai)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)。 不(bu)同加載(zai)條件(jian)下,夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)也(ye)不(bu)同,在(zai)高載(zai)條件(jian)下,無論有(you)(you)沒有(you)(you)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai),外(wai)加載(zai)荷(he)均足以(yi)(yi)使(shi)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)產生塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)流變(bian)(bian),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao)(xiao),而在(zai)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)極限應(ying)(ying)力(li)范圍(wei),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)造(zao)成(cheng)局部(bu)應(ying)(ying)變(bian)(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)成(cheng)為塑(su)性(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)控(kong)制因素,從(cong)而強(qiang)烈地影響(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)度。也(ye)就是(shi)(shi)說(shuo)(shuo),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)主要是(shi)(shi)影響(xiang)(xiang)(xiang)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)極限,對(dui)(dui)高應(ying)(ying)力(li)條件(jian)下的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)度影響(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)明顯。 材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)純凈度是(shi)(shi)由(you)熔(rong)煉(lian)工藝過程決定的(de)(de)(de),因此,采用(yong)凈化冶煉(lian)方(fang)法(如(ru)(ru)真空熔(rong)煉(lian)、真空除氣和(he)(he)電(dian)渣重熔(rong)等(deng)(deng))均可(ke)有(you)(you)效降低鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)雜(za)(za)(za)質含量,改善材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。
8. 表面性能變化及(ji)殘余應力的(de)影響
表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響除前已提(ti)(ti)及(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)光潔度(du)(du)(du)(du)外,還包(bao)括表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機械性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)及(ji)殘(can)余(yu)應(ying)(ying)力(li)對(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機械性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)可(ke)以(yi)是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)(hua)(hua)學(xue)成分和(he)(he)組織不(bu)(bu)同所引起,也(ye)(ye)可(ke)以(yi)是(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)因(yin)形(xing)(xing)(xing)變(bian)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)而(er)引起。 滲碳、氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)碳氮(dan)(dan)共(gong)滲等表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)除了可(ke)以(yi)增加零件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐磨性(xing)之外,還是(shi)(shi)提(ti)(ti)高(gao)零件(jian)(jian)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du),特別是(shi)(shi)提(ti)(ti)高(gao)耐腐蝕疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)和(he)(he)咬蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一種有(you)(you)(you)效手段。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)對(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響主要取(qu)決(jue)于(yu)(yu)加載方(fang)式(shi)、滲層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳氮(dan)(dan)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)及(ji)梯度(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)與心(xin)部(bu)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)之比、層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)(shen)(shen)(shen)以(yi)及(ji)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)所形(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)余(yu)壓(ya)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小(xiao)和(he)(he)分布等因(yin)素。大量試(shi)驗表(biao)(biao)(biao)明,只(zhi)要是(shi)(shi)先加工缺口后(hou)經化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li),則一般說來缺口越尖(jian)銳,疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)也(ye)(ye)越多。 不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加載方(fang)式(shi)下(xia),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)對(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響也(ye)(ye)不(bu)(bu)同。軸(zhou)向加載時,由(you)于(yu)(yu)不(bu)(bu)存在(zai)(zai)應(ying)(ying)力(li)沿層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)(shen)(shen)(shen)分布不(bu)(bu)均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang),表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)(he)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)相同。在(zai)(zai)這種情況(kuang)下(xia),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)只(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)改善(shan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),由(you)于(yu)(yu)心(xin)部(bu)材料(liao)未得到強(qiang)化(hua)(hua)(hua),因(yin)而(er)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)有(you)(you)(you)限(xian)。在(zai)(zai)彎曲和(he)(he)扭轉(zhuan)條件(jian)(jian)下(xia),應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布集中(zhong)于(yu)(yu)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)形(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)余(yu)應(ying)(ying)力(li)和(he)(he)這種外加應(ying)(ying)力(li)疊加,使(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)實(shi)際承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)降低,同時,由(you)于(yu)(yu)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)(hua),因(yin)而(er)能(neng)(neng)(neng)(neng)有(you)(you)(you)效地(di)提(ti)(ti)高(gao)彎曲和(he)(he)扭轉(zhuan)條件(jian)(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)。 和(he)(he)滲碳、氮(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)以(yi)及(ji)碳氮(dan)(dan)共(gong)滲等化(hua)(hua)(hua)學(xue)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)相反,如(ru)果零件(jian)(jian)在(zai)(zai)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li)過程中(zhong)脫碳,使(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)降低,則會使(shi)(shi)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)大幅度(du)(du)(du)(du)降低。同樣(yang),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(如(ru)鍍Cr、Ni等)由(you)于(yu)(yu)鍍層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)的(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)缺口效應(ying)(ying)、鍍層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)基(ji)體金屬中(zhong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)余(yu)拉應(ying)(ying)力(li)以(yi)及(ji)電鍍過程中(zhong)氫氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸入導到氫脆等原(yuan)因(yin),使(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)降低。 采用感應(ying)(ying)淬火、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)火焰淬火以(yi)及(ji)低淬透性(xing)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄(bo)殼淬火,均可(ke)獲得一定深(shen)(shen)(shen)(shen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),并在(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)(xing)(xing)成有(you)(you)(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)余(yu)壓(ya)應(ying)(ying)力(li),因(yin)而(er)也(ye)(ye)是(shi)(shi)提(ti)(ti)高(gao)零件(jian)(jian)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效方(fang)法。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)滾壓(ya)和(he)(he)噴丸等處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)(li),由(you)于(yu)(yu)能(neng)(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)試(shi)樣(yang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)(xing)成一定深(shen)(shen)(shen)(shen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)變(bian)硬(ying)(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),同時使(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)產生殘(can)余(yu)壓(ya)應(ying)(ying)力(li),因(yin)而(er)也(ye)(ye)是(shi)(shi)提(ti)(ti)高(gao)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效途徑(jing)。

