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發(fā)布時(shí)間:2022-08-08 來(lái)源:百檢
機(jī)械零件在循環(huán)交變應(yīng)力的作用下引起的斷裂稱為疲勞斷裂,,在機(jī)械構(gòu)件的斷裂失效中,,疲勞斷裂所占的比例最高,達(dá)70%以上。
疲勞斷裂的類型----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(shù)N>104~105的疲勞斷裂稱為高周疲勞,為低應(yīng)力高周疲勞斷裂,。
低周疲勞----循環(huán)次數(shù)N<104~105,為高應(yīng)力低周疲勞斷裂,。裂紋擴(kuò)展時(shí)疲勞應(yīng)力較高,,裂紋擴(kuò)展速度較快,其斷口形貌較復(fù)雜;當(dāng)循環(huán)次數(shù)N>103,,斷口上有粗大的輝紋;當(dāng)循環(huán)次數(shù)N<103,,斷口觀察到一種“輪胎花樣”;當(dāng)循環(huán)次數(shù)N<102,斷口上觀察到韌窩或準(zhǔn)解理,。
熱疲勞----冷熱交變應(yīng)力作用下引起的疲勞開(kāi)裂稱熱疲勞,。如發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門、熱模,。宏觀有網(wǎng)狀或平行斷續(xù)的細(xì)小裂紋,,微觀斷口有氧化特征,難見(jiàn)輝紋,。
接觸疲勞----接觸應(yīng)力作用引起疲勞破壞,。如軸承、軸瓦,、齒輪,。宏觀有剝落特征,微觀有輝紋,、準(zhǔn)解理等特征,。產(chǎn)生接觸疲勞的原因主要是接觸應(yīng)力較高。
腐蝕疲勞----腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力聯(lián)合作用下引起的疲勞破壞稱腐蝕疲勞,。斷口宏觀上有腐蝕特征,,微觀形貌除疲勞輝紋外有腐蝕特征。
微振疲勞----由微振應(yīng)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(xiàn)象,,疲勞斷口上可觀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(yīng)力多是在低于屈服應(yīng)力下進(jìn)行,,零件不發(fā)生肉眼可見(jiàn)的宏觀塑性變形,,對(duì)于常見(jiàn)的低應(yīng)力高周疲勞,在斷裂發(fā)生后,,也未能觀察到宏觀塑性變形現(xiàn)象,,所以一般將疲勞斷裂歸入脆性斷裂
疲勞斷口具有獨(dú)特的斷口形貌,,斷口由疲勞源區(qū),、裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬時(shí)斷裂區(qū)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(kuò)展區(qū)具有獨(dú)特的疲勞條紋,,常以海灘狀條紋、貝紋線等術(shù)語(yǔ)描述其宏觀特征,。疲勞擴(kuò)展區(qū)的斷口微觀形貌為疲勞輝紋,。瞬時(shí)斷裂區(qū)斷口形貌與材料性質(zhì)及斷裂時(shí)應(yīng)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(qiáng)度不足引起的疲勞斷裂;
零件結(jié)構(gòu)上有尖角、鍵槽,、圓角等應(yīng)力集中區(qū);
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,。
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