疲劳强度及其提升方法

有许多机件（如冷冲模、齿轮、弹簧等）是在交变应力（指应力大小、方向或大小和方向都随时间作周期性变化）作用下工作的，零件工作时所承受的应力通常都低于材料的屈服强度。机件在这种交变载荷作用下经过长时间工作也会被破坏，通常这种破坏现象叫做金属的疲劳。统计表明，机械零件失效约有80%以上属于疲劳破坏。

金属的疲劳是在交变载荷作用下，经过一定的循环周次后出现的。图1-6是某材料的疲劳曲线，横坐标表示循环周次，纵坐标表示交变应力。从该曲线可以看出，材料承受的交变应力越大，疲劳破坏前能循环工作的周次越少；当循环交变应力减少到某一数值时，曲线接近水平，即表示当应力低于此值时，材料可经受无数次应力循环也不被破坏。我们把材料在无数次交变载荷作用下也不被破坏的最大应力值称为疲劳强度。通常光滑试样在对称弯曲循环载荷作用下的疲劳强度用符号σ-1表示。对钢材来说，当循环次数N达到107周次时，曲线便呈现水平线，所以我们把经受107周次或更多周次而不被破坏的最大应力定为疲劳强度。对于有色金属，应力循环次数一般需要达到108或更多周次，才能确定其疲劳强度。

影响疲劳强度的因素很多，其中主要有循环应力、温度、材料的化学成分及显微组织、表面质量和残余应力等。减少零件表面粗糙度，对其进行表面强化处理，如表面淬火、滚压加工、喷丸处理等，均可提高零件的疲劳强度。(www.xing528.com)

图1-6　某金属的疲劳曲线