疲勞破壞ppt課件-資料下載頁
2025-05-05 03:11本頁面
【正文】 此情況下疲勞裂紋以穿晶模式破壞為主。 ? 高溫時(shí) 材料屈服強(qiáng)度降低，而使位錯(cuò)較易滑移而 塑性變形易于發(fā)生 ，有利于 PSB的形成而使表面的疲勞裂紋成核處增加，故疲勞限或疲勞強(qiáng)度會(huì)下降。 特例：碳鋼 250350℃ 測(cè)得的疲勞限比較低溫時(shí)更高 C原子擴(kuò)散速率與位錯(cuò)滑移速率接近，故 C原子在位錯(cuò)附近聚集產(chǎn)生拖曳應(yīng)力，位錯(cuò)不易滑移堆積。 out 47 E. 晶粒大小與方向 ? 晶內(nèi)與晶界的等強(qiáng)度溫度（ ECT)以下，晶粒越細(xì)則疲勞壽命會(huì)增加，歸因于 細(xì)晶強(qiáng)化（晶界阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)）。 ? 若材料因塑性加工而致使 晶粒拉長、變形，則疲勞 負(fù)荷方向與晶粒 方向平行 時(shí)疲勞壽命更高。 out 48 F. 固溶合金元素與析出顆粒 ? 固溶強(qiáng)化將使疲勞壽命提高；若析出強(qiáng)化的析出物小、圓、硬且均勻分布，則使疲勞壽命提高。 ? 若材料內(nèi)部顆粒以夾雜物形式在表面出現(xiàn)（如：空氣中熔煉的鋼，非金屬夾雜物又大又多），則疲勞裂紋易于此處成核，使疲勞壽命下降。 若固溶強(qiáng)化原子、析出硬化或彌散強(qiáng)化的 第二相顆粒和母材料產(chǎn)生明顯的 電位差 ，而使 金屬產(chǎn)生電偶腐蝕，將會(huì)加速腐蝕裂縫的成核 與擴(kuò)展，使疲勞壽命反而減少。 out 49 第六節(jié) 改善材料疲勞限或疲勞強(qiáng)度的方法 一般難以改變零件的使用條件，需盡量改善零件設(shè)計(jì)，如從表面效應(yīng)著手。 只要 防止 結(jié)構(gòu)材料與機(jī)械零件 表面應(yīng)力集中 、 阻礙位錯(cuò)滑移堆積 、 抑制塑性變形 ，則疲勞裂紋不易成核亦難以擴(kuò)展，將使疲勞限或疲勞強(qiáng)度增加。 ? 減緩應(yīng)力集中 ? 提高表面光潔度 ? 增強(qiáng)表層強(qiáng)度 out 50 A. 減緩應(yīng)力集中 的 措施 ? 設(shè)計(jì)中要避免出現(xiàn)方形或帶有尖角的孔和槽。 ? 截面尺寸突然改變處（如階梯軸的軸肩），采用半徑足夠大的過渡圓角，以減輕應(yīng)力集中。 ? 因結(jié)構(gòu)上的原因，難以加大過渡圓角的半徑時(shí)，可以在直徑較大的部分軸上開減薄槽或退刀槽。 ? 緊配合的輪轂與軸的配合面邊緣處，有明顯的應(yīng)力集中。 若在輪轂上開減荷槽，并加粗軸的配合部分，以縮小輪轂與 軸之間的剛度差距，便可改善配合面邊緣處應(yīng)力集中的情況 ? 在角焊縫處，采用坡口焊接，應(yīng)力集中程度要比無坡口焊接改善的多。 out 51 B. 增 高 表層強(qiáng)度 用機(jī)械法強(qiáng)化表層（如滾壓、噴丸等），使構(gòu)件表面形成預(yù)壓應(yīng)力層，減弱易引起裂紋的表面拉應(yīng)力，從而提高疲勞強(qiáng)度。 或 采用熱處理和化學(xué)處理 ，如 高頻淬火 、 滲碳 、氮化等。 噴 丸 處 理 采用直徑 鋼珠以高速?zèng)_擊試樣表面，以去除表面銳角、毛邊等易應(yīng)力集中處，且使表面壓縮至鋼珠直徑的 1∕4 1∕2 深度，使零件表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力而抑制疲勞裂紋的擴(kuò)展。 out 52 采用滲 C或 N等方法使表面形成一定深度的硬化層，將抑制塑性變形，而使疲勞裂紋不易在表面成核。 表面硬化 out 53 第七節(jié) 總 結(jié) 疲勞是指材料承受小于其靜態(tài)極限抗拉強(qiáng)度的循環(huán)應(yīng)力，而逐漸在材料內(nèi)部局部區(qū)域內(nèi)造成永久性的組織變化，最終失效。 其微觀變化為位錯(cuò)增加、滑移堆積至飽和，終至組織破壞而產(chǎn)生疲勞微裂縫；其宏觀變化是疲勞裂縫的擴(kuò)展和材料少量的塑性變形，最后破斷。 疲勞破壞發(fā)生時(shí)很像脆性破壞（快速、突然且不易察覺），即便延性材料亦如此。它是困擾工程界的一個(gè)重要課題，估計(jì)占金屬失效的 90%以上。
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