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)力集中的影響
常規所(suo)(suo)講的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度,都是(shi)用(yong)精心加工(gong)的(de)(de)(de)光滑試(shi)樣測得的(de)(de)(de),然而,實(shi)際(ji)機械零件(jian)都不可避免地存(cun)在著(zhu)不同形(xing)式的(de)(de)(de)缺(que)(que)口(kou),如臺(tai)階、鍵槽、螺紋和油(you)孔等。這些缺(que)(que)口(kou)的(de)(de)(de)存(cun)在造成應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong),使缺(que)(que)口(kou)根部的(de)(de)(de)最大實(shi)際(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)遠大于(yu)(yu)零件(jian)所(suo)(suo)承受(shou)(shou)的(de)(de)(de)名義(yi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li),零件(jian)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞破(po)壞往(wang)往(wang)從這里開始。 理(li)論(lun)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)(xi)數(shu)Kt:在理(li)想的(de)(de)(de)彈(dan)性條件(jian)下,由(you)彈(dan)性理(li)論(lun)求得的(de)(de)(de),缺(que)(que)口(kou)根部的(de)(de)(de)最大實(shi)際(ji)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)與名義(yi)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)比(bi)(bi)值(zhi)(zhi)。 有效應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)(xi)數(shu)(或疲(pi)(pi)勞應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)(xi)數(shu))Kf:光滑試(shi)樣的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞極(ji)限(xian)σ-1與缺(que)(que)口(kou)試(shi)樣疲(pi)(pi)勞極(ji)限(xian)σ-1n的(de)(de)(de)比(bi)(bi)值(zhi)(zhi)。 有效應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)(xi)數(shu)不僅受(shou)(shou)構件(jian)尺寸和形(xing)狀的(de)(de)(de)影響,而且受(shou)(shou)材(cai)料的(de)(de)(de)物理(li)性質(zhi)、加工(gong)、熱處(chu)理(li)等多種因素的(de)(de)(de)影響。 有效應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)(xi)數(shu)隨(sui)著(zhu)缺(que)(que)口(kou)尖銳(rui)程度的(de)(de)(de)增加而增加,但通常小(xiao)于(yu)(yu)理(li)論(lun)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集(ji)(ji)(ji)中(zhong)系(xi)(xi)數(shu)。 疲(pi)(pi)勞缺(que)(que)口(kou)敏(min)感(gan)度系(xi)(xi)數(shu)q:疲(pi)(pi)勞缺(que)(que)口(kou)敏(min)感(gan)度系(xi)(xi)數(shu)表示材(cai)料對疲(pi)(pi)勞缺(que)(que)口(kou)的(de)(de)(de)敏(min)感(gan)程度,由(you)下式計算。 q的(de)(de)(de)數(shu)據范圍是(shi)0-1,q值(zhi)(zhi)越小(xiao),表征材(cai)料對缺(que)(que)口(kou)越不敏(min)感(gan)。試(shi)驗表明(ming),q并(bing)非純粹是(shi)材(cai)料常數(shu),它仍然和缺(que)(que)口(kou)尺寸有關,只有當缺(que)(que)口(kou)半徑大于(yu)(yu)一定值(zhi)(zhi)后(hou),q值(zhi)(zhi)才(cai)基本與缺(que)(que)口(kou)無關,而且對于(yu)(yu)不同材(cai)料或處(chu)理(li)狀態,此半徑值(zhi)(zhi)也不同。
2. 尺寸因素(su)的影響
由于材料本身(shen)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)不均勻性以及內部缺陷的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai),尺(chi)寸(cun)增加造成材料破壞概率的(de)(de)(de)(de)增加,從而(er)降低材料的(de)(de)(de)(de)疲勞極(ji)限。尺(chi)寸(cun)效應(ying)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai),是把試驗室(shi)小試樣測得的(de)(de)(de)(de)疲勞數據(ju)運用(yong)于大尺(chi)寸(cun)實際(ji)零件中的(de)(de)(de)(de)一個重(zhong)要問題(ti),由于不可能把實際(ji)尺(chi)寸(cun)的(de)(de)(de)(de)零件上(shang)存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力集中、應(ying)力梯度等(deng)完全(quan)相似地在(zai)(zai)(zai)小試樣上(shang)再現出來,從而(er)造成試驗室(shi)結果與某些具(ju)體零件疲勞破壞之間的(de)(de)(de)(de)互相脫節。
3. 表面加工狀態的影響
機加工的表面(mian)總(zong)存在(zai)著高低(di)不(bu)平的加工痕(hen)跡(ji),這些痕(hen)跡(ji)就相當于微小缺口,在(zai)材(cai)料表面(mian)造(zao)成(cheng)應力集中(zhong),從(cong)而降低(di)材(cai)料的疲(pi)勞強(qiang)度(du)。試驗(yan)表明,對于鋼和鋁合(he)金,粗糙的加工(粗車)與縱向精拋光相比(bi),疲(pi)勞極限要降低(di)10%-20%甚至(zhi)更多。材(cai)料的強(qiang)度(du)越高,則對表面(mian)光潔度(du)越敏感(gan)。
4. 加載(zai)經歷的影響
實際上沒有(you)任何零件是在絕對恒定的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)幅條件下工(gong)作,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)實際工(gong)作中的(de)(de)(de)(de)超(chao)載(zai)和次(ci)(ci)載(zai)都會(hui)對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞極(ji)限產生影響(xiang),試驗(yan)表明,材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)普遍存在著超(chao)載(zai)損(sun)傷(shang)(shang)和次(ci)(ci)載(zai)鍛(duan)煉(lian)現象。 所(suo)謂超(chao)載(zai)損(sun)傷(shang)(shang)是指材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)在高(gao)(gao)于疲(pi)(pi)(pi)勞極(ji)限的(de)(de)(de)(de)載(zai)荷下運行達到一(yi)(yi)定周次(ci)(ci)后,將造(zao)(zao)成材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)(pi)勞極(ji)限的(de)(de)(de)(de)下降。超(chao)載(zai)越(yue)高(gao)(gao),造(zao)(zao)成損(sun)傷(shang)(shang)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)(de)周次(ci)(ci)越(yue)短,如圖所(suo)示。 事實上,在一(yi)(yi)定條件下,少量次(ci)(ci)數的(de)(de)(de)(de)超(chao)載(zai)不僅不會(hui)對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)造(zao)(zao)成損(sun)傷(shang)(shang),由于形變(bian)強化、裂紋尖(jian)端鈍化以及殘余(yu)壓應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)(de)(de)作用,還會(hui)對材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)造(zao)(zao)成強化,從而提高(gao)(gao)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)勞極(ji)限。因此,應(ying)(ying)對超(chao)載(zai)損(sun)傷(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)概念進行一(yi)(yi)些補(bu)充和修正。 所(suo)謂次(ci)(ci)載(zai)鍛(duan)煉(lian)是指材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)在低于疲(pi)(pi)(pi)勞極(ji)限但高(gao)(gao)于某(mou)一(yi)(yi)限值(zhi)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)水平下運行一(yi)(yi)定周次(ci)(ci)后,造(zao)(zao)成材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)疲(pi)(pi)(pi)勞極(ji)限升高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)現象。次(ci)(ci)載(zai)鍛(duan)煉(lian)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果和材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)本身的(de)(de)(de)(de)性(xing)能有(you)關,塑性(xing)好的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),一(yi)(yi)般來說鍛(duan)煉(lian)周期(qi)要(yao)長些,鍛(duan)煉(lian)應(ying)(ying)力(li)要(yao)高(gao)(gao)些方(fang)能見效(xiao)。
5. 化學成分的影(ying)響
材(cai)料(liao)的(de)(de)疲勞強(qiang)度(du)(du)與(yu)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)在(zai)(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件下(xia)存在(zai)(zai)著較(jiao)密(mi)切(qie)的(de)(de)關系,因此(ci),在(zai)(zai)一(yi)定(ding)條(tiao)件下(xia)凡能提高(gao)抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)合金(jin)元(yuan)素,均可提高(gao)材(cai)料(liao)的(de)(de)疲勞強(qiang)度(du)(du)。比(bi)較(jiao)而(er)言(yan),碳是影(ying)響材(cai)料(liao)強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)最主要因素。而(er)一(yi)些在(zai)(zai)鋼中形成夾雜物的(de)(de)雜質元(yuan)素則對(dui)疲勞強(qiang)度(du)(du)產生(sheng)不利影(ying)響。
6. 熱處(chu)理和顯微組織的影響(xiang)
不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)熱處(chu)理狀(zhuang)態會(hui)得到(dao)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)(xian)微組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi),因此,熱處(chu)理對疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),實質(zhi)上(shang)就是(shi)顯(xian)(xian)微組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。同(tong)一成份的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao),由于(yu)(yu)熱處(chu)理不同(tong),雖然可(ke)以得到(dao)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)靜強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du),但由于(yu)(yu)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong),疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)可(ke)在(zai)相(xiang)當大的(de)(de)(de)(de)(de)范圍內變(bian)化。 在(zai)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)水平(ping)時,片(pian)狀(zhuang)珠(zhu)光體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)明(ming)顯(xian)(xian)要低于(yu)(yu)粒(li)狀(zhuang)珠(zhu)光體(ti)。同(tong)是(shi)粒(li)狀(zhuang)珠(zhu)光體(ti),其滲碳體(ti)顆粒(li)越(yue)細(xi)小,則疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)越(yue)高(gao)。 顯(xian)(xian)微組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)對材料(liao)疲(pi)勞性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),除了和各種(zhong)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)本(ben)身的(de)(de)(de)(de)(de)機械性能(neng)特性有關(guan)外,還(huan)和晶粒(li)度(du)(du)(du)(du)以及(ji)復合組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)中組(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)分布特征有關(guan)。細(xi)化晶粒(li)可(ke)提高(gao)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)。
7. 夾雜物的影響(xiang)
夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)本身或由它而(er)(er)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔洞(dong)相當于(yu)(yu)微小(xiao)(xiao)缺(que)口,在(zai)(zai)交變(bian)(bian)(bian)(bian)載荷作用(yong)(yong)下(xia)將產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)力集(ji)中和(he)(he)(he)應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)集(ji)中,成(cheng)(cheng)為疲(pi)勞斷裂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋源,對(dui)(dui)(dui)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞性(xing)能(neng)造(zao)成(cheng)(cheng)不(bu)良影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)。夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)(dui)疲(pi)勞強度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)不(bu)僅取決(jue)于(yu)(yu)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類(lei)、性(xing)質、形(xing)狀(zhuang)、大小(xiao)(xiao)、數量和(he)(he)(he)分布,而(er)(er)且還(huan)取決(jue)于(yu)(yu)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)水平以及外加應(ying)(ying)力水平及狀(zhuang)態(tai)等(deng)(deng)(deng)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)。 不(bu)同(tong)(tong)類(lei)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)其機械和(he)(he)(he)物(wu)(wu)(wu)理(li)性(xing)能(neng)不(bu)同(tong)(tong),和(he)(he)(he)母材(cai)性(xing)能(neng)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異不(bu)同(tong)(tong),對(dui)(dui)(dui)疲(pi)勞性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)也不(bu)同(tong)(tong)。一(yi)般(ban)說來,易(yi)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑性(xing)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(如硫(liu)化物(wu)(wu)(wu))對(dui)(dui)(dui)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞性(xing)能(neng)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)較小(xiao)(xiao),而(er)(er)脆性(xing)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(如氧化物(wu)(wu)(wu)、硅酸鹽等(deng)(deng)(deng))則(ze)有(you)較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)危害。 比基(ji)(ji)體(ti)膨脹系(xi)數大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(如硫(liu)化物(wu)(wu)(wu))因(yin)(yin)(yin)在(zai)(zai)基(ji)(ji)體(ti)中產(chan)生(sheng)壓應(ying)(ying)力而(er)(er)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)小(xiao)(xiao),而(er)(er)比基(ji)(ji)體(ti)膨脹系(xi)數小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)(如氧化鋁(lv)等(deng)(deng)(deng))因(yin)(yin)(yin)在(zai)(zai)基(ji)(ji)體(ti)中產(chan)生(sheng)拉應(ying)(ying)力而(er)(er)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)大。 夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)與母材(cai)結合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊(jin)密程度(du)也會影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)疲(pi)勞強度(du)。硫(liu)化物(wu)(wu)(wu)易(yi)于(yu)(yu)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing),和(he)(he)(he)母材(cai)結合緊(jin)密,而(er)(er)氧化物(wu)(wu)(wu)易(yi)于(yu)(yu)脫離(li)母材(cai),造(zao)成(cheng)(cheng)應(ying)(ying)力集(ji)中。由此可知(zhi),從夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)類(lei)型來說,硫(liu)化物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)較小(xiao)(xiao),而(er)(er)氧化物(wu)(wu)(wu)、氮(dan)化物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)(he)硅酸鹽等(deng)(deng)(deng)則(ze)是危害較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。 不(bu)同(tong)(tong)加載條件(jian)下(xia),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)(dui)材(cai)料(liao)(liao)疲(pi)勞性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)也不(bu)同(tong)(tong),在(zai)(zai)高載條件(jian)下(xia),無論有(you)沒有(you)夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai),外加載荷均(jun)足(zu)以使材(cai)料(liao)(liao)產(chan)生(sheng)塑性(xing)流變(bian)(bian)(bian)(bian),夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)較小(xiao)(xiao),而(er)(er)在(zai)(zai)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞極限(xian)應(ying)(ying)力范圍,夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)造(zao)成(cheng)(cheng)局部應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)(bian)集(ji)中成(cheng)(cheng)為塑性(xing)變(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制因(yin)(yin)(yin)素(su)(su),從而(er)(er)強烈地影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞強度(du)。也就(jiu)是說,夾(jia)(jia)(jia)雜(za)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)主要(yao)是影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞極限(xian),對(dui)(dui)(dui)高應(ying)(ying)力條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞強度(du)影(ying)(ying)(ying)(ying)響(xiang)不(bu)明(ming)顯。 材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)純凈度(du)是由熔(rong)煉(lian)工藝過程決(jue)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),因(yin)(yin)(yin)此,采用(yong)(yong)凈化冶煉(lian)方法(如真空(kong)熔(rong)煉(lian)、真空(kong)除氣和(he)(he)(he)電(dian)渣(zha)重熔(rong)等(deng)(deng)(deng))均(jun)可有(you)效降(jiang)低鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜(za)質含量,改善材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞性(xing)能(neng)。
8. 表面性能變化及(ji)殘余應力的(de)影(ying)響(xiang)
表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響除前已提(ti)及(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)光(guang)潔度(du)(du)(du)(du)外,還(huan)包括表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)及(ji)殘余(yu)應力(li)(li)(li)對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)可以(yi)是表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)成分和組(zu)織不同(tong)(tong)(tong)所(suo)引(yin)起(qi),也可以(yi)是表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)因形(xing)(xing)變強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)而(er)(er)引(yin)起(qi)。 滲(shen)碳、氮化(hua)(hua)(hua)和碳氮共滲(shen)等表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)除了可以(yi)增(zeng)加(jia)零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)之(zhi)外,還(huan)是提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du),特(te)別是提(ti)高(gao)耐(nai)腐蝕疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)和咬蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種有效(xiao)手段(duan)。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響主要取決于(yu)(yu)(yu)加(jia)載方式、滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳氮濃度(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)及(ji)梯度(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)與心(xin)部(bu)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)之(zhi)比、層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深以(yi)及(ji)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)(li)所(suo)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)壓(ya)應力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小和分布(bu)等因素。大量試驗表(biao)(biao)(biao)明,只要是先加(jia)工(gong)缺口后經化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li),則一(yi)般說來(lai)缺口越(yue)尖銳(rui),疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)也越(yue)多。 不同(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)載方式下(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)(li)對(dui)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響也不同(tong)(tong)(tong)。軸向加(jia)載時,由(you)于(yu)(yu)(yu)不存(cun)在(zai)(zai)應力(li)(li)(li)沿層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)深分布(bu)不均的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象,表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)相同(tong)(tong)(tong)。在(zai)(zai)這種情況下(xia)(xia),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)(li)只能(neng)改善表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)性(xing)能(neng),由(you)于(yu)(yu)(yu)心(xin)部(bu)材料(liao)未(wei)得到強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),因而(er)(er)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)有限。在(zai)(zai)彎(wan)(wan)曲(qu)和扭(niu)轉條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia),應力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布(bu)集中于(yu)(yu)(yu)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)(li)(li)(li)形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)應力(li)(li)(li)和這種外加(jia)應力(li)(li)(li)疊加(jia),使(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)實際(ji)承受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)降(jiang)低(di),同(tong)(tong)(tong)時,由(you)于(yu)(yu)(yu)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua),因而(er)(er)能(neng)有效(xiao)地提(ti)高(gao)彎(wan)(wan)曲(qu)和扭(niu)轉條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)。 和滲(shen)碳、氮化(hua)(hua)(hua)以(yi)及(ji)碳氮共滲(shen)等化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)相反,如果零(ling)件(jian)(jian)在(zai)(zai)熱(re)(re)處(chu)理(li)(li)(li)(li)過(guo)(guo)程中脫碳,使(shi)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di),則會(hui)使(shi)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)大幅度(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di)。同(tong)(tong)(tong)樣,表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(如鍍(du)Cr、Ni等)由(you)于(yu)(yu)(yu)鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂紋造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺口效(xiao)應、鍍(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)基體金屬中引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)拉應力(li)(li)(li)以(yi)及(ji)電鍍(du)過(guo)(guo)程中氫氣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸入導到氫脆等原因,使(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)降(jiang)低(di)。 采用(yong)感應淬火、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)火焰淬火以(yi)及(ji)低(di)淬透(tou)性(xing)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)薄殼淬火,均可獲得一(yi)定深度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),并在(zai)(zai)表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)形(xing)(xing)成有利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)壓(ya)應力(li)(li)(li),因而(er)(er)也是提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)(jian)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)方法。 表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)滾壓(ya)和噴丸等處(chu)理(li)(li)(li)(li),由(you)于(yu)(yu)(yu)能(neng)在(zai)(zai)試樣表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)成一(yi)定深度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)變硬(ying)化(hua)(hua)(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),同(tong)(tong)(tong)時使(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)產生殘余(yu)壓(ya)應力(li)(li)(li),因而(er)(er)也是提(ti)高(gao)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)途徑。

