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. 應力集中的影響(xiang)
常規所講的(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)強度,都是用精心加(jia)(jia)(jia)工(gong)的(de)(de)(de)光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣測得的(de)(de)(de),然(ran)而(er)(er),實際機械(xie)零(ling)件(jian)都不(bu)(bu)可避免地存在著不(bu)(bu)同形式(shi)的(de)(de)(de)缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou),如臺階、鍵(jian)槽、螺紋和(he)(he)油孔等。這些缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)存在造成應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong),使(shi)缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)根部的(de)(de)(de)最大實際應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)遠大于(yu)零(ling)件(jian)所承受的(de)(de)(de)名義應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li),零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)破壞往往從(cong)這里開始。 理(li)(li)論應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)Kt:在理(li)(li)想的(de)(de)(de)彈性條件(jian)下,由彈性理(li)(li)論求(qiu)得的(de)(de)(de),缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)根部的(de)(de)(de)最大實際應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)與名義應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)比值(zhi)。 有(you)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(或疲勞(lao)(lao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu))Kf:光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣的(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)極限σ-1與缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)試(shi)(shi)(shi)樣疲勞(lao)(lao)極限σ-1n的(de)(de)(de)比值(zhi)。 有(you)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)不(bu)(bu)僅受構件(jian)尺寸和(he)(he)形狀的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang),而(er)(er)且(qie)受材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)性質、加(jia)(jia)(jia)工(gong)、熱處(chu)理(li)(li)等多種因素的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。 有(you)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)隨著缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)尖(jian)銳(rui)程(cheng)度的(de)(de)(de)增加(jia)(jia)(jia)而(er)(er)增加(jia)(jia)(jia),但通(tong)常小于(yu)理(li)(li)論應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)。 疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)敏(min)感度系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)q:疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)敏(min)感度系(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)表(biao)示材(cai)(cai)料(liao)(liao)對(dui)(dui)疲勞(lao)(lao)缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)的(de)(de)(de)敏(min)感程(cheng)度,由下式(shi)計算。 q的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)范(fan)圍是0-1,q值(zhi)越小,表(biao)征(zheng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)對(dui)(dui)缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)越不(bu)(bu)敏(min)感。試(shi)(shi)(shi)驗表(biao)明,q并非純粹是材(cai)(cai)料(liao)(liao)常數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu),它(ta)仍然(ran)和(he)(he)缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)尺寸有(you)關(guan),只有(you)當缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)半(ban)徑大于(yu)一定值(zhi)后,q值(zhi)才(cai)基本(ben)與缺(que)(que)(que)(que)口(kou)(kou)(kou)(kou)(kou)無關(guan),而(er)(er)且(qie)對(dui)(dui)于(yu)不(bu)(bu)同材(cai)(cai)料(liao)(liao)或處(chu)理(li)(li)狀態,此半(ban)徑值(zhi)也不(bu)(bu)同。
2. 尺寸因素的影響
由(you)于材料本身組織的(de)(de)不(bu)均勻性以及內部缺(que)陷的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai),尺寸增加(jia)造成材料破(po)壞概率的(de)(de)增加(jia),從而降低材料的(de)(de)疲勞(lao)極限(xian)。尺寸效應(ying)(ying)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai),是把試(shi)(shi)驗(yan)室小試(shi)(shi)樣測得的(de)(de)疲勞(lao)數據運用于大尺寸實(shi)際零件中的(de)(de)一個(ge)重要問題,由(you)于不(bu)可能把實(shi)際尺寸的(de)(de)零件上(shang)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)集中、應(ying)(ying)力(li)梯度等完全相(xiang)似地在(zai)(zai)小試(shi)(shi)樣上(shang)再現出來,從而造成試(shi)(shi)驗(yan)室結(jie)果與某些具體(ti)零件疲勞(lao)破(po)壞之間的(de)(de)互(hu)相(xiang)脫節。
3. 表面加(jia)工狀態的影響(xiang)
機加工(gong)的(de)(de)表(biao)面(mian)總存在(zai)著高(gao)低不(bu)平(ping)的(de)(de)加工(gong)痕跡,這些(xie)痕跡就相當(dang)于微小缺口,在(zai)材(cai)料表(biao)面(mian)造(zao)成應力(li)集中(zhong),從而降低材(cai)料的(de)(de)疲勞強(qiang)度。試驗表(biao)明(ming),對于鋼和鋁合金,粗糙的(de)(de)加工(gong)(粗車)與縱向精拋(pao)光相比(bi),疲勞極(ji)限要降低10%-20%甚至更多。材(cai)料的(de)(de)強(qiang)度越(yue)高(gao),則對表(biao)面(mian)光潔度越(yue)敏感。
4. 加載經歷的影響
實際(ji)上沒(mei)有(you)任(ren)何(he)零件是在絕(jue)對(dui)恒定的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)幅(fu)條件下(xia)工作(zuo),材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)實際(ji)工作(zuo)中的(de)(de)(de)超載(zai)和(he)次(ci)(ci)載(zai)都(dou)會(hui)對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)極(ji)限產生影響,試(shi)驗表明(ming),材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)普遍存在著超載(zai)損(sun)傷(shang)和(he)次(ci)(ci)載(zai)鍛(duan)煉(lian)(lian)現象(xiang)。 所謂(wei)超載(zai)損(sun)傷(shang)是指材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)在高(gao)于(yu)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)極(ji)限的(de)(de)(de)載(zai)荷下(xia)運行達到一(yi)定周次(ci)(ci)后,將造(zao)成(cheng)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)極(ji)限的(de)(de)(de)下(xia)降。超載(zai)越(yue)高(gao),造(zao)成(cheng)損(sun)傷(shang)所需的(de)(de)(de)周次(ci)(ci)越(yue)短,如(ru)圖所示。 事實上,在一(yi)定條件下(xia),少量次(ci)(ci)數的(de)(de)(de)超載(zai)不僅(jin)不會(hui)對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)造(zao)成(cheng)損(sun)傷(shang),由于(yu)形變強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)、裂紋尖(jian)端鈍化(hua)(hua)以(yi)及殘余(yu)壓應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用,還(huan)會(hui)對(dui)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)造(zao)成(cheng)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua),從而提高(gao)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)極(ji)限。因此,應(ying)對(dui)超載(zai)損(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)概(gai)念(nian)進(jin)行一(yi)些(xie)補(bu)充和(he)修正。 所謂(wei)次(ci)(ci)載(zai)鍛(duan)煉(lian)(lian)是指材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)在低于(yu)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)極(ji)限但高(gao)于(yu)某(mou)一(yi)限值的(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)水平(ping)下(xia)運行一(yi)定周次(ci)(ci)后,造(zao)成(cheng)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)極(ji)限升高(gao)的(de)(de)(de)現象(xiang)。次(ci)(ci)載(zai)鍛(duan)煉(lian)(lian)的(de)(de)(de)效果和(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)本身(shen)的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)有(you)關(guan),塑性好的(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),一(yi)般(ban)來說鍛(duan)煉(lian)(lian)周期(qi)要(yao)長(chang)些(xie),鍛(duan)煉(lian)(lian)應(ying)力(li)(li)要(yao)高(gao)些(xie)方能(neng)(neng)見效。
5. 化學(xue)成(cheng)分的影(ying)響(xiang)
材(cai)料(liao)的(de)疲勞(lao)強度(du)與(yu)抗拉強度(du)在(zai)一(yi)(yi)定(ding)條(tiao)件下(xia)存在(zai)著較密(mi)切的(de)關系,因此,在(zai)一(yi)(yi)定(ding)條(tiao)件下(xia)凡能提(ti)高抗拉強度(du)的(de)合金元素(su),均可(ke)提(ti)高材(cai)料(liao)的(de)疲勞(lao)強度(du)。比(bi)較而(er)言,碳(tan)是影(ying)響材(cai)料(liao)強度(du)的(de)最主要(yao)因素(su)。而(er)一(yi)(yi)些在(zai)鋼中形成(cheng)夾雜物的(de)雜質元素(su)則對疲勞(lao)強度(du)產(chan)生不利影(ying)響。
6. 熱處理(li)和(he)顯微組織的影響
不(bu)同(tong)(tong)的(de)熱處理(li)狀(zhuang)態會得(de)到不(bu)同(tong)(tong)的(de)顯(xian)微(wei)組(zu)(zu)(zu)(zu)織,因此(ci),熱處理(li)對(dui)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)的(de)影(ying)響,實(shi)質上就是(shi)顯(xian)微(wei)組(zu)(zu)(zu)(zu)織的(de)影(ying)響。同(tong)(tong)一(yi)成份的(de)材料(liao),由(you)于(yu)(yu)(yu)熱處理(li)不(bu)同(tong)(tong),雖然可以(yi)得(de)到相同(tong)(tong)的(de)靜強(qiang)(qiang)度(du),但由(you)于(yu)(yu)(yu)組(zu)(zu)(zu)(zu)織的(de)不(bu)同(tong)(tong),疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)可在(zai)相當大的(de)范(fan)圍內變化(hua)。 在(zai)相同(tong)(tong)的(de)強(qiang)(qiang)度(du)水平時(shi),片狀(zhuang)珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)的(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)明顯(xian)要低于(yu)(yu)(yu)粒狀(zhuang)珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti)。同(tong)(tong)是(shi)粒狀(zhuang)珠(zhu)(zhu)光(guang)體(ti),其滲碳(tan)體(ti)顆粒越細小,則(ze)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)越高(gao)。 顯(xian)微(wei)組(zu)(zu)(zu)(zu)織對(dui)材料(liao)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)性能(neng)的(de)影(ying)響,除了(le)和各種組(zu)(zu)(zu)(zu)織本身的(de)機械性能(neng)特(te)性有關外,還和晶粒度(du)以(yi)及復(fu)合組(zu)(zu)(zu)(zu)織中組(zu)(zu)(zu)(zu)織的(de)分布(bu)特(te)征有關。細化(hua)晶粒可提高(gao)材料(liao)的(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)(qiang)度(du)。
7. 夾雜物的影響
夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)本(ben)身或由(you)它而(er)(er)(er)(er)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)孔洞(dong)相當(dang)于(yu)(yu)微小(xiao)缺口,在(zai)交變(bian)載(zai)荷作用下(xia)(xia)將產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)和(he)(he)(he)應(ying)(ying)(ying)變(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong),成為(wei)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋源(yuan),對(dui)(dui)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)能造成不(bu)(bu)(bu)良(liang)影(ying)(ying)響(xiang)。夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)不(bu)(bu)(bu)僅取決(jue)于(yu)(yu)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)種類(lei)(lei)、性(xing)(xing)(xing)質、形(xing)狀(zhuang)、大小(xiao)、數(shu)量(liang)(liang)和(he)(he)(he)分布,而(er)(er)(er)(er)且還取決(jue)于(yu)(yu)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)水平(ping)(ping)以及(ji)外加(jia)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)水平(ping)(ping)及(ji)狀(zhuang)態等因素。 不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)類(lei)(lei)型的(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)其(qi)機(ji)械和(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)理性(xing)(xing)(xing)能不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong),和(he)(he)(he)母(mu)材(cai)性(xing)(xing)(xing)能之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)差異不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong),對(dui)(dui)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)也(ye)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)。一般說(shuo)來(lai),易變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu))對(dui)(dui)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)能影(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)(er)(er)(er)脆性(xing)(xing)(xing)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、硅酸(suan)鹽等)則有較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)(wei)害。 比基體膨(peng)脹系(xi)數(shu)大的(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu))因在(zai)基體中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)壓(ya)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)而(er)(er)(er)(er)影(ying)(ying)響(xiang)小(xiao),而(er)(er)(er)(er)比基體膨(peng)脹系(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)(ru)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁等)因在(zai)基體中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)生(sheng)拉(la)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)而(er)(er)(er)(er)影(ying)(ying)響(xiang)大。 夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)與母(mu)材(cai)結合的(de)(de)(de)(de)(de)緊密程度(du)也(ye)會影(ying)(ying)響(xiang)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強度(du)。硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)易于(yu)(yu)變(bian)形(xing),和(he)(he)(he)母(mu)材(cai)結合緊密,而(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)易于(yu)(yu)脫離母(mu)材(cai),造成應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)。由(you)此(ci)可(ke)知,從夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)(lei)型來(lai)說(shuo),硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、氮化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)(he)硅酸(suan)鹽等則是(shi)危(wei)(wei)害較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)。 不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)加(jia)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia),夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)材(cai)料(liao)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)也(ye)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong),在(zai)高(gao)載(zai)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia),無論有沒(mei)有夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai),外加(jia)載(zai)荷均足以使材(cai)料(liao)產(chan)生(sheng)塑性(xing)(xing)(xing)流變(bian),夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)(er)(er)(er)在(zai)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)極(ji)限應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)范圍,夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)造成局部(bu)應(ying)(ying)(ying)變(bian)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)成為(wei)塑性(xing)(xing)(xing)變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)控制因素,從而(er)(er)(er)(er)強烈(lie)地(di)影(ying)(ying)響(xiang)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強度(du)。也(ye)就是(shi)說(shuo),夾(jia)(jia)雜(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)主要是(shi)影(ying)(ying)響(xiang)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)極(ji)限,對(dui)(dui)高(gao)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)條(tiao)件(jian)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)強度(du)影(ying)(ying)響(xiang)不(bu)(bu)(bu)明顯。 材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)純凈度(du)是(shi)由(you)熔煉工(gong)藝過程決(jue)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de),因此(ci),采用凈化(hua)(hua)(hua)冶煉方法(如(ru)(ru)真(zhen)空熔煉、真(zhen)空除(chu)氣和(he)(he)(he)電渣重熔等)均可(ke)有效降(jiang)低鋼中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)(za)質含量(liang)(liang),改善材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)(xing)能。
8. 表面性能變化及殘余應力的影(ying)響
表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)除前(qian)已提(ti)及(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)光(guang)潔(jie)度(du)(du)(du)外(wai),還包括(kuo)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機械(xie)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)(hua)及(ji)殘(can)(can)余(yu)(yu)應(ying)力(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機械(xie)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)(hua)可(ke)以(yi)是(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)(hua)(hua)(hua)學成分和(he)(he)組織(zhi)不同(tong)(tong)所引起,也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)因(yin)(yin)形(xing)(xing)(xing)(xing)變強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)而(er)(er)引起。 滲(shen)(shen)碳、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)(he)碳氮(dan)共滲(shen)(shen)等(deng)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)熱處(chu)理(li)(li)(li)除了可(ke)以(yi)增加(jia)零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐磨性(xing)之(zhi)外(wai),還是(shi)提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du),特別是(shi)提(ti)高(gao)耐腐蝕(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)和(he)(he)咬(yao)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)手段。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學熱處(chu)理(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)主要取決于加(jia)載方式、滲(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳氮(dan)濃度(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)及(ji)梯度(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)與心(xin)部硬(ying)度(du)(du)(du)之(zhi)比、層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)(shen)以(yi)及(ji)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)所形(xing)(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓(ya)應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小和(he)(he)分布(bu)等(deng)因(yin)(yin)素(su)。大量試驗表(biao)(biao)(biao)明,只要是(shi)先加(jia)工缺(que)(que)口(kou)(kou)后經化(hua)(hua)(hua)(hua)學熱處(chu)理(li)(li)(li),則一(yi)般說(shuo)來缺(que)(que)口(kou)(kou)越尖銳(rui),疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)也(ye)越多。 不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)載方式下(xia)(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)也(ye)不同(tong)(tong)。軸向加(jia)載時,由(you)于不存在應(ying)力(li)(li)(li)沿層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)(shen)分布(bu)不均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象,表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和(he)(he)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)相同(tong)(tong)。在這種(zhong)情況下(xia)(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)只能(neng)改善表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)能(neng),由(you)于心(xin)部材料(liao)(liao)未(wei)得到強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua),因(yin)(yin)而(er)(er)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)有(you)限。在彎(wan)曲(qu)和(he)(he)扭轉(zhuan)條件(jian)下(xia)(xia)(xia),應(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布(bu)集中于表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)形(xing)(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)應(ying)力(li)(li)(li)和(he)(he)這種(zhong)外(wai)加(jia)應(ying)力(li)(li)(li)疊加(jia),使(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)實際(ji)承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)(li)降低,同(tong)(tong)時,由(you)于表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua),因(yin)(yin)而(er)(er)能(neng)有(you)效(xiao)地提(ti)高(gao)彎(wan)曲(qu)和(he)(he)扭轉(zhuan)條件(jian)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)。 和(he)(he)滲(shen)(shen)碳、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)以(yi)及(ji)碳氮(dan)共滲(shen)(shen)等(deng)化(hua)(hua)(hua)(hua)學熱處(chu)理(li)(li)(li)相反,如(ru)果零(ling)件(jian)在熱處(chu)理(li)(li)(li)過程中脫碳,使(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)降低,則會使(shi)(shi)(shi)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)大幅度(du)(du)(du)降低。同(tong)(tong)樣,表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(如(ru)鍍(du)(du)Cr、Ni等(deng))由(you)于鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)口(kou)(kou)效(xiao)應(ying)、鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在基體金屬中引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)拉應(ying)力(li)(li)(li)以(yi)及(ji)電鍍(du)(du)過程中氫(qing)氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸入導(dao)到氫(qing)脆等(deng)原因(yin)(yin),使(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)降低。 采用感應(ying)淬(cui)火、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)火焰淬(cui)火以(yi)及(ji)低淬(cui)透性(xing)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄殼(ke)淬(cui)火,均可(ke)獲得一(yi)定(ding)深(shen)(shen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)化(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),并在表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)(xing)(xing)(xing)成有(you)利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓(ya)應(ying)力(li)(li)(li),因(yin)(yin)而(er)(er)也(ye)是(shi)提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)方法。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)滾壓(ya)和(he)(he)噴(pen)丸等(deng)處(chu)理(li)(li)(li),由(you)于能(neng)在試樣表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)(xing)(xing)成一(yi)定(ding)深(shen)(shen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)變硬(ying)化(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),同(tong)(tong)時使(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)產生(sheng)殘(can)(can)余(yu)(yu)壓(ya)應(ying)力(li)(li)(li),因(yin)(yin)而(er)(er)也(ye)是(shi)提(ti)高(gao)疲(pi)(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)途(tu)徑。

