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(ying)力(li)集中的影響 


  常(chang)規所(suo)(suo)講的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞強(qiang)度,都(dou)是(shi)用精心加(jia)工(gong)的(de)(de)(de)(de)光滑試樣測得的(de)(de)(de)(de),然而,實際(ji)機械零件(jian)都(dou)不(bu)可(ke)避免(mian)地存在(zai)著(zhu)不(bu)同形(xing)式(shi)的(de)(de)(de)(de)缺(que)(que)(que)口(kou)(kou),如(ru)臺(tai)階、鍵槽、螺紋和油孔等。這些缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)造(zao)成應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong),使缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)根(gen)部(bu)的(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)實際(ji)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)遠大(da)(da)于(yu)零件(jian)所(suo)(suo)承受(shou)(shou)的(de)(de)(de)(de)名(ming)(ming)義(yi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li),零件(jian)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞破(po)壞往(wang)往(wang)從這里開始。 理(li)論(lun)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)Kt:在(zai)理(li)想的(de)(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)條件(jian)下,由(you)彈(dan)性(xing)理(li)論(lun)求得的(de)(de)(de)(de),缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)根(gen)部(bu)的(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)實際(ji)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)與名(ming)(ming)義(yi)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)比(bi)值。 有(you)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)(或疲(pi)勞應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)系(xi)數(shu))Kf:光滑試樣的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞極限(xian)σ-1與缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)試樣疲(pi)勞極限(xian)σ-1n的(de)(de)(de)(de)比(bi)值。 有(you)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)不(bu)僅受(shou)(shou)構件(jian)尺(chi)寸和形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)影響,而且(qie)受(shou)(shou)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)物理(li)性(xing)質(zhi)、加(jia)工(gong)、熱處理(li)等多種因素的(de)(de)(de)(de)影響。 有(you)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)隨著(zhu)缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)尖(jian)銳程度的(de)(de)(de)(de)增加(jia)而增加(jia),但通常(chang)小于(yu)理(li)論(lun)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)系(xi)數(shu)。 疲(pi)勞缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)敏(min)感(gan)度系(xi)數(shu)q:疲(pi)勞缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)敏(min)感(gan)度系(xi)數(shu)表示(shi)材(cai)料(liao)(liao)對疲(pi)勞缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)敏(min)感(gan)程度,由(you)下式(shi)計算。 q的(de)(de)(de)(de)數(shu)據范圍是(shi)0-1,q值越小,表征材(cai)料(liao)(liao)對缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)越不(bu)敏(min)感(gan)。試驗(yan)表明,q并(bing)非純粹是(shi)材(cai)料(liao)(liao)常(chang)數(shu),它仍(reng)然和缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)尺(chi)寸有(you)關,只有(you)當缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)半徑大(da)(da)于(yu)一定值后,q值才(cai)基(ji)本與缺(que)(que)(que)口(kou)(kou)無關,而且(qie)對于(yu)不(bu)同材(cai)料(liao)(liao)或處理(li)狀態,此半徑值也不(bu)同。


2. 尺寸因素的(de)影響(xiang) 


  由于(yu)材料(liao)本(ben)身組織(zhi)的(de)(de)(de)不(bu)均(jun)勻性以(yi)及內部(bu)缺陷的(de)(de)(de)存在,尺寸增加(jia)造成(cheng)(cheng)材料(liao)破(po)壞概率的(de)(de)(de)增加(jia),從而降(jiang)低材料(liao)的(de)(de)(de)疲勞極(ji)限。尺寸效應的(de)(de)(de)存在,是把(ba)試驗室小(xiao)試樣測得的(de)(de)(de)疲勞數據運用于(yu)大尺寸實際零(ling)件(jian)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)一個重要問(wen)題(ti),由于(yu)不(bu)可能把(ba)實際尺寸的(de)(de)(de)零(ling)件(jian)上存在的(de)(de)(de)應力集中(zhong)(zhong)、應力梯度等完全相似地在小(xiao)試樣上再(zai)現出來,從而造成(cheng)(cheng)試驗室結果與(yu)某(mou)些具體零(ling)件(jian)疲勞破(po)壞之間的(de)(de)(de)互相脫(tuo)節。


3. 表面(mian)加工(gong)狀態的影響 


  機加工的(de)表面(mian)總存在著高(gao)低(di)不平(ping)的(de)加工痕(hen)跡,這些痕(hen)跡就相當于微小缺(que)口,在材(cai)料表面(mian)造成(cheng)應力(li)集中(zhong),從(cong)而(er)降低(di)材(cai)料的(de)疲勞(lao)強度(du)(du)。試驗表明(ming),對于鋼(gang)和鋁合金,粗糙的(de)加工(粗車)與縱(zong)向精拋光相比,疲勞(lao)極限要降低(di)10%-20%甚至更(geng)多。材(cai)料的(de)強度(du)(du)越(yue)高(gao),則對表面(mian)光潔度(du)(du)越(yue)敏感。 


4. 加載經歷的影響(xiang) 


 實(shi)際上沒有任何零件是在(zai)絕(jue)對恒定的(de)應力幅條件下工作,材(cai)(cai)料(liao)實(shi)際工作中的(de)超(chao)(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)和次載(zai)(zai)(zai)都會(hui)對材(cai)(cai)料(liao)的(de)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)產(chan)生(sheng)影(ying)響,試驗表(biao)明,材(cai)(cai)料(liao)普遍存在(zai)著超(chao)(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)和次載(zai)(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)現(xian)象(xiang)。 所(suo)謂超(chao)(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)是指(zhi)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)高(gao)(gao)于(yu)(yu)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)的(de)載(zai)(zai)(zai)荷下運行達到一(yi)(yi)定周(zhou)次后,將造(zao)成材(cai)(cai)料(liao)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)的(de)下降。超(chao)(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)越(yue)高(gao)(gao),造(zao)成損(sun)(sun)(sun)傷(shang)所(suo)需的(de)周(zhou)次越(yue)短,如圖(tu)所(suo)示。 事實(shi)上,在(zai)一(yi)(yi)定條件下,少量次數(shu)的(de)超(chao)(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)不僅(jin)不會(hui)對材(cai)(cai)料(liao)造(zao)成損(sun)(sun)(sun)傷(shang),由于(yu)(yu)形變強(qiang)(qiang)化、裂紋尖端鈍(dun)化以及(ji)殘余壓應力的(de)作用,還(huan)會(hui)對材(cai)(cai)料(liao)造(zao)成強(qiang)(qiang)化,從(cong)而(er)提高(gao)(gao)材(cai)(cai)料(liao)的(de)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)。因此(ci),應對超(chao)(chao)(chao)載(zai)(zai)(zai)損(sun)(sun)(sun)傷(shang)的(de)概念進行一(yi)(yi)些(xie)(xie)補充和修正。 所(suo)謂次載(zai)(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)是指(zhi)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)低于(yu)(yu)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)但高(gao)(gao)于(yu)(yu)某一(yi)(yi)限(xian)值的(de)應力水平(ping)下運行一(yi)(yi)定周(zhou)次后,造(zao)成材(cai)(cai)料(liao)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian)升高(gao)(gao)的(de)現(xian)象(xiang)。次載(zai)(zai)(zai)鍛(duan)煉(lian)的(de)效果和材(cai)(cai)料(liao)本身的(de)性(xing)能(neng)有關(guan),塑性(xing)好的(de)材(cai)(cai)料(liao),一(yi)(yi)般(ban)來說鍛(duan)煉(lian)周(zhou)期要長些(xie)(xie),鍛(duan)煉(lian)應力要高(gao)(gao)些(xie)(xie)方能(neng)見效。


5. 化學成(cheng)分的影響 


  材料(liao)的疲勞強(qiang)度(du)(du)(du)與抗(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)在一定條件下存在著(zhu)較密切的關系,因此,在一定條件下凡(fan)能提(ti)(ti)高抗(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)(du)(du)的合(he)金元(yuan)素(su),均可提(ti)(ti)高材料(liao)的疲勞強(qiang)度(du)(du)(du)。比較而言(yan),碳是影響材料(liao)強(qiang)度(du)(du)(du)的最主要因素(su)。而一些在鋼(gang)中形成夾雜(za)物的雜(za)質(zhi)元(yuan)素(su)則(ze)對疲勞強(qiang)度(du)(du)(du)產(chan)生不(bu)利(li)影響。


6. 熱處理(li)和顯微組織的影響 


  不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)熱(re)處理狀(zhuang)態(tai)會得到(dao)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)顯微(wei)組(zu)織(zhi)(zhi),因(yin)此,熱(re)處理對(dui)疲勞強度(du)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),實質上就是(shi)顯微(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。同(tong)(tong)一成份(fen)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料,由(you)于熱(re)處理不(bu)同(tong)(tong),雖然可以得到(dao)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)靜(jing)強度(du),但由(you)于組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)(tong),疲勞強度(du)可在相當大(da)的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)內(nei)變(bian)化。 在相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)強度(du)水平(ping)時(shi),片狀(zhuang)珠光(guang)體(ti)的(de)(de)(de)(de)疲勞強度(du)明顯要低(di)于粒(li)狀(zhuang)珠光(guang)體(ti)。同(tong)(tong)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)疲勞強度(du)越(yue)高(gao)。 顯微(wei)組(zu)織(zhi)(zhi)對(dui)材(cai)料疲勞性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang),除了和各種(zhong)組(zu)織(zhi)(zhi)本身的(de)(de)(de)(de)機械性(xing)(xing)能(neng)特性(xing)(xing)有關外(wai),還和晶粒(li)度(du)以及復合組(zu)織(zhi)(zhi)中組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)分布(bu)特征(zheng)有關。細化晶粒(li)可提高(gao)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)疲勞強度(du)。 


7. 夾(jia)雜物(wu)的影響 


 夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)本(ben)身(shen)或(huo)由它而(er)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔洞相當于(yu)微(wei)小(xiao)缺(que)口,在(zai)交變(bian)載荷作用下將產(chan)生(sheng)(sheng)應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)和(he)應(ying)變(bian)集(ji)中(zhong),成為(wei)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋源,對材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)能(neng)造成不(bu)(bu)(bu)良影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)。夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)對疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)強度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)不(bu)(bu)(bu)僅取決(jue)于(yu)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種(zhong)類、性(xing)質、形(xing)狀(zhuang)、大小(xiao)、數量和(he)分布(bu),而(er)且還取決(jue)于(yu)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)(du)水(shui)平以(yi)及外(wai)加(jia)應(ying)力(li)水(shui)平及狀(zhuang)態等(deng)因(yin)(yin)素(su)。 不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)類型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)其機(ji)械和(he)物(wu)(wu)(wu)理(li)性(xing)能(neng)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong),和(he)母(mu)材(cai)(cai)(cai)性(xing)能(neng)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong),對疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)也不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)。一般說(shuo)(shuo)來,易變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu))對鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)能(neng)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)脆性(xing)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、硅(gui)酸鹽等(deng))則(ze)(ze)有(you)(you)較(jiao)(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)危害。 比基體(ti)膨脹系數大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu))因(yin)(yin)在(zai)基體(ti)中(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)壓(ya)應(ying)力(li)而(er)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)小(xiao),而(er)比基體(ti)膨脹系數小(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)(如(ru)氧化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)等(deng))因(yin)(yin)在(zai)基體(ti)中(zhong)產(chan)生(sheng)(sheng)拉應(ying)力(li)而(er)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)大。 夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)與母(mu)材(cai)(cai)(cai)結(jie)合(he)(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊密程(cheng)度(du)(du)(du)也會影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)強度(du)(du)(du)。硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)易于(yu)變(bian)形(xing),和(he)母(mu)材(cai)(cai)(cai)結(jie)合(he)(he)緊密,而(er)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)易于(yu)脫離母(mu)材(cai)(cai)(cai),造成應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)。由此可(ke)(ke)知,從(cong)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類型來說(shuo)(shuo),硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)和(he)硅(gui)酸鹽等(deng)則(ze)(ze)是(shi)危害較(jiao)(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。 不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)加(jia)載條(tiao)(tiao)件下,夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)對材(cai)(cai)(cai)料疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)也不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong),在(zai)高載條(tiao)(tiao)件下,無論有(you)(you)沒有(you)(you)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai),外(wai)加(jia)載荷均足以(yi)使材(cai)(cai)(cai)料產(chan)生(sheng)(sheng)塑(su)性(xing)流變(bian),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)較(jiao)(jiao)(jiao)小(xiao),而(er)在(zai)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限應(ying)力(li)范圍(wei),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)造成局部(bu)應(ying)變(bian)集(ji)中(zhong)成為(wei)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制因(yin)(yin)素(su),從(cong)而(er)強烈地影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)強度(du)(du)(du)。也就是(shi)說(shuo)(shuo),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)(za)(za)(za)(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)主要是(shi)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限,對高應(ying)力(li)條(tiao)(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)強度(du)(du)(du)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)不(bu)(bu)(bu)明顯。 材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純凈度(du)(du)(du)是(shi)由熔煉工藝過程(cheng)決(jue)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),因(yin)(yin)此,采(cai)用凈化(hua)(hua)(hua)冶煉方法(如(ru)真空熔煉、真空除氣和(he)電(dian)渣(zha)重熔等(deng))均可(ke)(ke)有(you)(you)效降低(di)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)(za)(za)(za)(za)質含量,改善材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)性(xing)能(neng)。


8. 表面(mian)性(xing)能變化及殘余應力的影響 


  表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)除前已提(ti)(ti)(ti)及(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)光(guang)潔度(du)(du)(du)(du)(du)外(wai),還(huan)包括表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)機械性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)及(ji)殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)機械性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)可以(yi)(yi)是(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)成分和(he)(he)(he)組(zu)織(zhi)不同(tong)所引(yin)(yin)起(qi),也(ye)(ye)可以(yi)(yi)是(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)因(yin)形變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)而(er)(er)引(yin)(yin)起(qi)。 滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)(he)(he)碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)等(deng)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)除了可以(yi)(yi)增加零件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐磨性(xing)(xing)之外(wai),還(huan)是(shi)提(ti)(ti)(ti)高零件(jian)(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du),特別(bie)是(shi)提(ti)(ti)(ti)高耐腐蝕疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)和(he)(he)(he)咬蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一種有效手段。 表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)主要取決于加載方(fang)式、滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)氮(dan)濃(nong)度(du)(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)(du)(du)及(ji)梯(ti)度(du)(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)(du)(du)與心部硬度(du)(du)(du)(du)(du)之比、層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)(shen)(shen)以(yi)(yi)及(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)所形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)壓應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小和(he)(he)(he)分布等(deng)因(yin)素。大(da)量試驗表(biao)(biao)(biao)(biao)明,只要是(shi)先加工缺(que)口后(hou)經化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li),則一般說(shuo)來缺(que)口越尖銳,疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高也(ye)(ye)越多。 不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加載方(fang)式下(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)對疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)也(ye)(ye)不同(tong)。軸向(xiang)加載時(shi)(shi),由(you)(you)于不存在(zai)(zai)(zai)(zai)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)沿層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)(shen)(shen)分布不均(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象,表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)(he)(he)層(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)相同(tong)。在(zai)(zai)(zai)(zai)這種情(qing)況下(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)只能改善表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)性(xing)(xing)能,由(you)(you)于心部材料(liao)未得到(dao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),因(yin)而(er)(er)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)高有限。在(zai)(zai)(zai)(zai)彎曲和(he)(he)(he)扭轉條件(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia),應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布集中(zhong)(zhong)(zhong)于表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)和(he)(he)(he)這種外(wai)加應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)疊加,使表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)實(shi)際(ji)承受(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)降(jiang)低,同(tong)時(shi)(shi),由(you)(you)于表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),因(yin)而(er)(er)能有效地提(ti)(ti)(ti)高彎曲和(he)(he)(he)扭轉條件(jian)(jian)(jian)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)。 和(he)(he)(he)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)以(yi)(yi)及(ji)碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)等(deng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)相反(fan),如果零件(jian)(jian)(jian)在(zai)(zai)(zai)(zai)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)脫碳(tan)(tan),使表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)降(jiang)低,則會使材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)大(da)幅度(du)(du)(du)(du)(du)降(jiang)低。同(tong)樣(yang),表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(如鍍(du)Cr、Ni等(deng))由(you)(you)于鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)口效應(ying)(ying)(ying)(ying)、鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)(zai)(zai)基體(ti)金屬中(zhong)(zhong)(zhong)引(yin)(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)以(yi)(yi)及(ji)電鍍(du)過程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)氫氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸入導到(dao)氫脆(cui)等(deng)原因(yin),使疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)降(jiang)低。 采用感應(ying)(ying)(ying)(ying)淬(cui)火、表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)火焰淬(cui)火以(yi)(yi)及(ji)低淬(cui)透性(xing)(xing)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄殼淬(cui)火,均(jun)可獲得一定深(shen)(shen)(shen)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度(du)(du)(du)(du)(du)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng),并(bing)在(zai)(zai)(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)形成有利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)壓應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li),因(yin)而(er)(er)也(ye)(ye)是(shi)提(ti)(ti)(ti)高零件(jian)(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效方(fang)法。 表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)滾(gun)壓和(he)(he)(he)噴丸等(deng)處(chu)(chu)理(li)(li)(li),由(you)(you)于能在(zai)(zai)(zai)(zai)試樣(yang)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形成一定深(shen)(shen)(shen)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形變(bian)硬化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng),同(tong)時(shi)(shi)使表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)產生(sheng)殘余(yu)壓應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li),因(yin)而(er)(er)也(ye)(ye)是(shi)提(ti)(ti)(ti)高疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效途徑。