材料性能与测试课件-第五章材料的疲劳性能-2014

应力循环特性表征参数表征应力循环特征的参量①最大循环应力σ

②平均应力

③应力幅σ

④应力比

⑤载荷谱：

9

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疲劳断口的示意图和旋转弯曲疲劳断口形貌疲劳断口的疲劳区

和贝纹线

19

贝纹线形成示意图

21各类疲劳断口

示意图

22

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在第1/4周期，滑移面1中的位错源S

开动，在表面形成

1

一个台阶；

原先滑移面

开始反向滑移，在金属表面形成一个挤出脊和挤入沟

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分为

热疲劳

力随时间延长而下降，断裂，对应于金

载能力随时间延长而下降，断裂，对应

慢速龟裂扩展；

Zr-based BMG的疲劳断口和疲劳条带

高分子材料

的疲劳断口

复合材料的疲劳断口

下，材料能承受的上限循环疲-1P 为对称拉压疲劳强度；σ-1为对称弯曲疲劳强度；

过载损伤界到疲劳曲线间的影线疲劳过载损伤界

作出裂纹长度a和循环周次

线：曲线斜率就是疲劳扩展速率，当裂纹长度a接近临界尺寸ac时，

大，裂纹将失稳扩展，试样断裂。

疲劳裂纹扩展a－N曲线

区是疲劳裂纹的初始扩展

n

疲劳裂纹扩展

lg(da/dN)－lg△KⅠ关系曲线

常用工程合金的疲劳裂纹扩展数据

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常用材料的疲劳曲线

应力水平至少取

假定第取的第验，

测定疲劳试样时，要求至少有

数不破坏，保证试验结果的可靠度；

旋转弯曲疲劳试验机

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喷丸处理设备和处理的零件喷涂处理

井式渗碳炉

工件装在密封的渗碳炉中，加热到900-950℃，

向炉内滴入煤油、苯、甲醇等有机液体，或直接通入

煤气、石油液化气等气体，通过化学反应产生活性碳

极，在真空内充入少量氨气(或氮、氢混合

度可调节、控制，可以获得由韧度高的γ’

白亮层扩散层基体放大后的白亮层

图5-20钢渗氮后组织照片

TMF热疲劳试验机

] 柴油机气缸盖螺栓，直

剪切唇区，断口均为韧窝花样，其“窝”更大。→调质→精加工，分析失效原因。

图陶瓷材料的裂纹扩展速率曲线

a) 循环疲劳b) 静疲劳

图Al2O3陶瓷具有给定存活率的循环疲劳寿命曲线