如何提高金属材料的疲劳强度？

疲劳强度（又称为疲劳极限）是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不被破坏的最大应力。实际上，金属材料不可能做无限多次交变载荷试验。一般规定，钢可经受107次交变载荷，有色金属材料可经受108次交变载荷。

许多机械零件，如轴、齿轮、轴承、叶片弹簧等，在工作过程中各点的应力随时间做周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称为循环应力）。在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于金属材料的屈服强度，但经过较长时间的工作后，金属材料会产生裂纹或突然发生完全断裂的现象，这种现象称为金属材料的疲劳破坏。图2-1-18所示为轴的疲劳断口，图2-1-19所示为扫描电镜得到的疲劳辉纹照片。

图2-1-18　轴的疲劳断口

图2-1-19　疲劳辉纹（扫描电镜照片）

疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计，在机械零件失效中大约有80%以上是因为疲劳破坏，且疲劳破坏前没有明显的变形。因此，疲劳破坏经常造成重大事故。轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的金属材料来制造。

通过改善材料的形状结构、减少表面缺陷、提高表面光洁度、进行表面强化等方法可提高材料疲劳强度。

【思考】(www.xing528.com)

通过本任务的学习，你知道低碳钢材料和灰铸铁材料分别适用于什么场合？低碳钢和灰铸铁的性能和适用场合对你的成长有什么启示？

【实践操作】

1. 用灰铸铁制造的某铁路机车活塞缸缸体一般用何种方法测试其硬度？试阐述该方法的测试原理。

2. 请上网查找由于材料疲劳强度不够导致的事故案例。

【任务测评】

1. 金属材料的力学性能指标主要有哪些？

2. 画出低碳钢的拉伸曲线，并简述拉伸变形每个阶段的变形特点。

3. 强度指标一般包括哪两项？各有什么含义？