金屬材料產(chǎn)生疲勞斷裂的原因是什么？
作者：發(fā)布時(shí)間 : 2022-01-07 類(lèi)型：權威檢測標簽： 認證證書(shū)機械零件在循環(huán)交變應力的作用下引起的斷裂稱(chēng)為疲勞斷裂。在機械構件的斷裂失效中，疲勞斷裂所占的比例最高，達70%以上。
疲勞斷裂的類(lèi)型----高周疲勞、低周疲勞、熱疲勞、接觸疲勞、腐蝕疲勞、微振疲勞、蠕變疲勞等。
高周疲勞----循環(huán)次數N>104~105的疲勞斷裂稱(chēng)為高周疲勞,為低應力高周疲勞斷裂。
低周疲勞----循環(huán)次數N<104~105，為高應力低周疲勞斷裂。裂紋擴展時(shí)疲勞應力較高，裂紋擴展速度較快，其斷口形貌較復雜；當循環(huán)次數N>103，斷口上有粗大的輝紋；當循環(huán)次數N<103，斷口觀(guān)察到一種“輪胎花樣”；當循環(huán)次數N<102，斷口上觀(guān)察到韌窩或準解理。
熱疲勞----冷熱交變應力作用下引起的疲勞開(kāi)裂稱(chēng)熱疲勞。如發(fā)動(dòng)機排氣門(mén)、熱模。宏觀(guān)有網(wǎng)狀或平行斷續的細小裂紋，微觀(guān)斷口有氧化特征，難見(jiàn)輝紋。
接觸疲勞----接觸應力作用引起疲勞破壞。如軸承、軸瓦、齒輪。宏觀(guān)有剝落特征，微觀(guān)有輝紋、準解理等特征。產(chǎn)生接觸疲勞的原因主要是接觸應力較高。
腐蝕疲勞----腐蝕介質(zhì)和交變應力聯(lián)合作用下引起的疲勞破壞稱(chēng)腐蝕疲勞。斷口宏觀(guān)上有腐蝕特征，微觀(guān)形貌除疲勞輝紋外有腐蝕特征。
微振疲勞----由微振應力作用下引起的疲勞破壞，如鉚釘、葉片、鋼絲繩等。裂源處有磨損現象，疲勞斷口上可觀(guān)察到與高周疲勞相似的輝紋。
高周疲勞的特征：
疲勞斷裂過(guò)程中，工作應力多是在低于屈服應力下進(jìn)行，零件不發(fā)生肉眼可見(jiàn)的宏觀(guān)塑性變形，對于常見(jiàn)的低應力高周疲勞，在斷裂發(fā)生后，也未能觀(guān)察到宏觀(guān)塑性變形現象，所以一般將疲勞斷裂歸入脆性斷裂
疲勞斷口具有獨特的斷口形貌，斷口由疲勞源區、裂紋擴展區和瞬時(shí)斷裂區三個(gè)部分組成。疲勞源常位于零件的尖角、凹槽或材料的夾雜、空洞、微裂紋等缺陷處。裂紋擴展區具有獨特的疲勞條紋，常以海灘狀條紋、貝紋線(xiàn)等術(shù)語(yǔ)描述其宏觀(guān)特征。疲勞擴展區的斷口微觀(guān)形貌為疲勞輝紋。瞬時(shí)斷裂區斷口形貌與材料性質(zhì)及斷裂時(shí)應力狀態(tài)有關(guān)，塑性材料常為塑性斷裂，而脆性材料為脆性斷裂。
產(chǎn)生疲勞斷裂的常見(jiàn)原因：
材料強度不足引起的疲勞斷裂；
零件結構上有尖角、鍵槽、圓角等應力集中區；
夾雜、疏松、氣孔、微裂紋等材料缺陷；
表面缺陷，如凹坑、折疊、加工刀痕；
熱處理缺陷，如表面脫碳、過(guò)熱。
