金屬材料產生疲勞斷裂的原因是什么？
作者：發布時間 : 2022-01-07 類型：權威檢測標簽： 認證證書機械零件在循環交變應力的作用下引起的斷裂稱為疲勞斷裂。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----循環次數N>104~105的疲勞斷裂稱為高周疲勞,為低應力高周疲勞斷裂。
低周疲勞----循環次數N<104~105，為高應力低周疲勞斷裂。裂紋擴展時疲勞應力較高，裂紋擴展速度較快，其斷口形貌較復雜；當循環次數N>103，斷口上有粗大的輝紋；當循環次數N<103，斷口觀察到一種“輪胎花樣”；當循環次數N<102，斷口上觀察到韌窩或準解理。
熱疲勞----冷熱交變應力作用下引起的疲勞開裂稱熱疲勞。如發動機排氣門、熱模。宏觀有網狀或平行斷續的細小裂紋，微觀斷口有氧化特征，難見輝紋。
接觸疲勞----接觸應力作用引起疲勞破壞。如軸承、軸瓦、齒輪。宏觀有剝落特征，微觀有輝紋、準解理等特征。產生接觸疲勞的原因主要是接觸應力較高。
腐蝕疲勞----腐蝕介質和交變應力聯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，疲勞斷口上可觀察到與高周疲勞相似的輝紋。
高周疲勞的特征：
疲勞斷裂過程中，工作應力多是在低于屈服應力下進行，零件不發生肉眼可見的宏觀塑性變形，對于常見的低應力高周疲勞，在斷裂發生后，也未能觀察到宏觀塑性變形現象，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、裂紋擴展區和瞬時斷裂區三個部分組成。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、貝紋線等術語描述其宏觀特征。疲勞擴展區的斷口微觀形貌為疲勞輝紋。瞬時斷裂區斷口形貌與材料性質及斷裂時應力狀態有關，塑性材料常為塑性斷裂，而脆性材料為脆性斷裂。
產生疲勞斷裂的常見原因：
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、過熱。
