No.1 疲勞與開(kāi)裂的概念
疲勞:金屬資料在應(yīng)力或應(yīng)變的重復(fù)效果下產(chǎn)生的性能改變稱為疲憊。
2.疲勞開(kāi)裂:資料承受交變循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變時(shí),引起的部分結(jié)構(gòu)改變和內(nèi)部缺陷的不斷地發(fā)展,使資料的力學(xué)性能下降,最終導(dǎo)致產(chǎn)品或資料的完全開(kāi)裂,這個(gè)過(guò)程稱為疲憊開(kāi)裂,也可簡(jiǎn)稱為金屬的疲憊。引起疲憊開(kāi)裂的應(yīng)力一般很低,疲憊開(kāi)裂的產(chǎn)生,往往具有突發(fā)性、高度部分性及對(duì)各種缺陷的敏感性等特色。
No.2 疲勞開(kāi)裂的分類 1.高周疲憊與低周疲憊 如果效果在零件或構(gòu)件的應(yīng)力水平較低,損壞的循環(huán)次數(shù)高于10萬(wàn)次的疲憊,稱為高周疲憊。例如繃簧、傳動(dòng)軸、緊固件等類產(chǎn)品一般以高周疲憊見(jiàn)多。 效果在零件構(gòu)件的應(yīng)力水平較高,損壞的循環(huán)次數(shù)較低,一般低于1萬(wàn)次的疲憊,稱為低周疲憊。例如壓力容器,汽輪機(jī)零件的疲憊損壞歸于低周疲憊 。 2.應(yīng)力和應(yīng)變剖析 應(yīng)變疲憊——高應(yīng)力,循環(huán)次數(shù)較低,稱為低周疲憊; 應(yīng)力疲憊——低應(yīng)力,循環(huán)次數(shù)較高,稱為高周疲憊。 復(fù)合疲憊,但在實(shí)際中,往往很難區(qū)分應(yīng)力與應(yīng)變類型,一般情況下二種類型兼而有之,這樣稱為復(fù)合疲憊。 3.按照載荷類型分類 彎曲疲憊、改變疲憊、拉壓疲憊、觸摸疲憊、振動(dòng)疲憊、微動(dòng)疲憊。
No.3 疲勞開(kāi)裂的特征 微觀:裂紋源→擴(kuò)展區(qū)→瞬斷區(qū)。 裂紋源:外表有凹槽、缺陷,或許應(yīng)力集中的區(qū)域是產(chǎn)生裂紋源的前提條件。 疲憊擴(kuò)展區(qū):斷面較平坦,疲憊擴(kuò)展與應(yīng)力方向相垂直,產(chǎn)生顯著疲憊弧線,又稱為海灘紋或貝紋線。 瞬斷區(qū):是疲憊裂紋敏捷擴(kuò)展到瞬間開(kāi)裂的區(qū)域,斷口有金屬滑移痕跡,有些產(chǎn)品瞬斷區(qū)有放射性條紋并具有剪切唇區(qū)。 微觀:疲憊開(kāi)裂典型的特征是呈現(xiàn)疲憊輝紋。 一些微觀試樣中還會(huì)呈現(xiàn)解理與準(zhǔn)解理現(xiàn)象(晶體學(xué)上的稱號(hào),在微觀顯象上呈現(xiàn)的小平面),以及韌窩等微觀區(qū)域特征。
No.4 疲勞開(kāi)裂的特色
(1)開(kāi)裂時(shí)沒(méi)有顯著的微觀塑性變形,開(kāi)裂前沒(méi)有顯著的預(yù)兆,往往是突然性的產(chǎn)生,使機(jī)械零件產(chǎn)生的損壞或開(kāi)裂的現(xiàn)象,損害十分嚴(yán)重。
(2)引起疲憊開(kāi)裂的應(yīng)力很低,往往低于靜載時(shí)屈從強(qiáng)度的應(yīng)力負(fù)荷。
(3)疲憊損壞后,一般可以在斷口處能清楚地顯示出裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展和最后開(kāi)裂的三個(gè)區(qū)域的組成部分。