材料的力學性能6教材

6材料的疲勞

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疲勞通常指材料在受到變動（載荷）應力（一般低于屈服應力）作用下的行為。在變動載荷下工作的機件，如軸、齒輪和彈簧等，其主要的破壞形式是疲勞斷裂。疲勞斷裂是指機件在變動載荷作用下經過長時間工作發(fā)生的斷裂現(xiàn)象。在各類機件破壞中有80-90%是疲勞斷裂，而且疲勞斷裂多是在沒有征兆的情況下突然發(fā)生的，所以危害性很大。金屬的疲勞斷裂是材料科學的重要領域之一，一直受到材料科學工作者的極大關注。

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RAL6.1疲勞現(xiàn)象

6.1.1變動載荷

機件承受的變動載荷（應力）是指載荷大小或大小和方向隨時間按一定規(guī)律變化或呈無規(guī)則隨機變化的載荷，前者稱為周期變動載荷，后者稱為隨即變動載荷。

周期變動載荷又分交變載荷和重復載荷兩類。交變載荷是大小、方向均隨時間作周期變化的變動載荷；重復載荷是載荷大小作周期變化，但載荷方向不變的變動載荷。

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6.1.1變動載荷

周期變動載荷又稱為循環(huán)應力。它可以看成是由恒定的平均應力sm和變動的應力半幅sa疊加而成，即在應力變化過程中，應力s與時間t存在如下關系：

s=sm+saf(t)最大應力smax——循環(huán)應力中數(shù)值最大的應力；最小應力smin——循環(huán)應力中數(shù)值最小的應力；平均應力sm——循環(huán)應力中的應力不變部分：sm=（smax+smin）/2應力半幅sa——循環(huán)應力中的應力變動部分的幅值:sa=（smax－smin）/2應力循環(huán)對稱系數(shù)（應力比）r——應力循環(huán)的部對稱程度:r=smin/smax

6.1疲勞現(xiàn)象

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6.1.2疲勞斷裂的特點

1、疲勞斷裂是低應力脆性斷裂，一般是在低于屈服應力之下發(fā)生的，斷裂是突然的，沒有預先征兆，看不到宏觀塑性變形，危害性比較大。2、疲勞破壞是長期的過程，在交變應力作用下，金屬材料往往要經過幾百次，甚至幾百萬次循環(huán)才能產生破壞。在疲勞斷裂過程中，金屬材料的內部組織在局部區(qū)域內逐漸發(fā)生變化。這種變化使材料受到損傷，并逐漸積累起來，當其達到一定程度后便發(fā)生疲勞斷裂。因此疲勞斷裂是一個損傷積累過程，并且損傷是從局部區(qū)域開始的。3、當應力循環(huán)對稱系數(shù)一定時，金屬材料所受的最大交變應力(或交變應力半幅)愈大，則斷裂前所能承受的應力循環(huán)次數(shù)愈少。當應力循環(huán)中的最大應力(或交變應力半幅)降到某一數(shù)值時，金屬材料可以經受無限次應力循環(huán)而不發(fā)生疲勞斷裂6.1疲勞現(xiàn)象

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6.1.2疲勞斷裂的特點

4、疲勞斷裂也包括裂紋形成和擴展兩個階段，但是由于承受的應力小，并且是循環(huán)應力，故疲勞裂紋的裂紋在未達到臨界尺寸之前擴展很慢，這就是我們熟知的裂紋亞臨界擴展階段。疲勞裂紋的亞臨界擴展期很長。當疲勞裂紋尺寸達到臨界值后，便迅速失穩(wěn)擴展而斷裂?？梢姡诹鸭y擴展包括亞臨界擴展期和失穩(wěn)擴展期。5、金屬的疲勞按照機件所受應力的大小可分為高周疲勞和低周疲勞。所受應力較低、斷裂時應力循環(huán)周次很多的情況下產生的疲勞斷裂稱為高周疲勞。所受應力較高、斷裂時應力循環(huán)周次較少的情況下產生的疲勞斷裂稱為低周疲勞。6.1疲勞現(xiàn)象

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6.1.3疲勞宏觀斷口

疲勞斷口有其些獨特的特征，是研究疲勞斷裂過程和進行機件疲勞失效分析的基礎。疲勞斷口的宏觀結構取決于材料的性質、加載方式、載荷大小等因素。高周疲勞斷口從宏觀來看，一般可以分為三個區(qū)，即疲勞源區(qū)、疲勞裂紋擴展區(qū)（疲勞斷裂區(qū)）和瞬時斷裂區(qū)（靜斷區(qū)）。6.1疲勞現(xiàn)象

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6.1.3疲勞宏觀斷口

疲勞源區(qū):

即疲勞裂紋策源地，是疲勞破壞的起始點。疲勞源一般在機件的表面，因為表面常常存在各種缺陷及臺階，例如加工痕跡，非金屬夾雜，淬火裂紋等應力集中點比較多。如果機件內部存在有夾雜、孔洞或成分偏析等缺陷時，它們也可能成為內部或亞表面的疲勞源。疲勞裂紋形成后，由于經受反復擠壓摩擦，疲勞源區(qū)比較光亮。

6.1疲勞現(xiàn)象

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6.1.3疲勞宏觀斷口

疲勞裂紋擴展區(qū):

疲勞裂紋亞臨界擴展部分。它的典型特征是具有“貝殼”一樣的花樣，一般稱為貝殼線，也稱為疲勞輝紋、海灘狀條紋、疲勞停歇線或疲勞線。一個疲勞源的貝殼線是以疲勞源為中心的近于平行的一簇向外凸的同心圓。它們是疲勞裂紋擴展時前沿線的痕跡。貝紋線是由于載荷大小或應力狀態(tài)變化、頻率變化或機器運行中停車起動等原因，裂紋擴展產生相應的微小變化所造成的。因此，這種花樣常出現(xiàn)在機件的疲勞斷口上，并且多數(shù)是高周疲勞。貝紋線從疲勞源向四周推進，與裂紋擴展方向垂直，因而在與貝紋線垂直的相反方向，對著同心圓的圓心可以找到疲勞源所在地。通常在疲勞源附近，貝紋線較密集，而遠離疲勞源區(qū)，由于有效面積減少，實際應力增加，裂紋擴展速率增加，故貝紋線較為稀疏。

6.1疲勞現(xiàn)象

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6.1.3疲勞宏觀斷口

瞬時斷裂區(qū):

疲勞裂紋快速擴展直至斷裂的區(qū)域。隨著應力循環(huán)周次增加，疲勞裂紋不斷擴展，當其尺寸達到相應載荷下的臨界值時，裂紋將失穩(wěn)快速擴展，從而形成瞬時斷裂區(qū)。瞬時斷裂區(qū)的斷口形狀:靠近中心為平面應變狀態(tài)的平滑斷口，與疲勞裂紋擴展區(qū)處于同一個平面上；邊緣處則變?yōu)槠矫鎽顟B(tài)的剪切唇。韌性材料斷口為纖維狀，暗灰色；脆性材料為結晶狀。6.1疲勞現(xiàn)象

RAL6.2疲勞斷裂過程及其機理

6.2.1疲勞裂紋的萌生

駐留滑移帶處形成疲勞裂紋

RAL在低應力的交變載荷作用下，金屬表面局部區(qū)域首先出現(xiàn)一些滑移線；在交變載荷作用下，平行滑移線上的螺型位錯能改變滑移面，發(fā)生交滑移，于是異號位錯將在交滑移面上相遇，隨后相互抵消，便使原滑移面上的位錯源重新被激活，許多滑移線發(fā)展就表現(xiàn)為滑移帶向兩側不斷加寬。這樣就造成在交變載荷下，滑移帶變寬加深，滑移集中在局部地區(qū)，乃至最終形成駐留滑移帶并發(fā)展為疲勞裂紋。S1S2（a）(b)S3駐留滑移帶的形成（a）形成細滑移線；（b）細滑移線發(fā)展

6.2.1疲勞裂紋的萌生

擠出峰和擠入溝處形成疲勞裂紋6.2疲勞斷裂過程及其機理

RAL在拉應力的半周期內，S1被激活，位錯滑動到表面，便在處留下一個滑移臺階；在同一個半周期內，另一個滑移面上的位錯源S2也被激活，它增值的位錯滑動到表面，在Q處也留下一個滑移臺階；與此同時，后一個滑移面上位錯運動使第一個滑移面錯開。在壓應力半周期內，S1又被激活，位錯向滑移向相反方向滑動，在晶體表面留下一個反向滑移臺階，于是在處形成一個侵入溝；同一半周期內，隨著壓應力增加，位錯源S2又被激活，位錯沿相反方向運動，滑出表面后留下一個反向的滑移臺階，于是在此形成一個擠出峰。

6.2.2疲勞裂紋的擴展

疲勞裂紋擴展是一個不連續(xù)的過程，可分為兩個階段。第一個階段是從個別擠入溝（擠出峰）處開始，沿最大切應力方向（和主應力方向成）的晶面向內發(fā)展，裂紋擴展方向逐漸轉向與最大拉應力垂直。第二階段是裂紋沿垂直于最大拉應力方向擴展的過程，直到未斷裂部分不足以承擔所加載荷，裂紋開始失穩(wěn)擴展時為止。6.2疲勞斷裂過程及其機理

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6.2.2疲勞裂紋的擴展

在疲勞裂紋擴展第一階段，裂紋擴展速率很慢，每一個應力循環(huán)大約只有0.1mm數(shù)量級，擴展深度約為2～5個晶粒大小。

當?shù)谝浑A段擴展的裂紋遇到晶界時便逐漸改變方向轉到與最大拉應力相垂直的方向，此時便達到第二階段。在此階段內，裂紋擴展的途徑是穿晶的，其擴展速率較快，每一個應力循環(huán)大約擴展微米數(shù)量級。在電子顯微鏡下觀察到的某些金屬和合金的疲勞輝紋主要是在這一階段內形成的。6.2疲勞斷裂過程及其機理

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6.2.3疲勞裂紋擴展機制與斷口微觀特征

疲勞斷口上疲勞裂紋擴展第二階段最顯著的微觀特征是在電子顯微鏡下可以觀察到疲勞輝紋。通常疲勞輝紋分韌性和脆性兩類。6.2疲勞斷裂過程及其機理

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6.2.3疲勞裂紋擴展機制與斷口微觀特征

韌性疲勞輝紋的形成:6.2疲勞斷裂過程及其機理

RAL（a）應力為零，裂紋閉合狀態(tài)；（b）受拉應力，裂紋張開，由于應力集中，沿45o方向滑移；（c）應力達到最大值，滑移區(qū)擴大，裂紋尖端變?yōu)榘雸A形，塑性鈍化；（d）受壓應力，相反方向滑移，形成耳狀切口；（e）壓應力達到最大值，裂紋閉合，裂紋擴展一個條帶的距離。

6.2.3疲勞裂紋擴展機制與斷口微觀特征

脆性疲勞輝紋的形成:6.2疲勞斷裂過程及其機理

RAL（a）應力為零，裂紋閉合狀態(tài)；（b）受拉應力，裂紋前端解理裂紋向前擴展；（c）很小的范圍內產生局部塑性變形；（d）裂紋張開，發(fā)生鈍化；（e）受壓應力，裂紋閉合，裂紋擴展一個條帶的距離。

6.2.3疲勞裂紋擴展機制與斷口微觀特征

韌性輝紋與脆性輝紋的差別6.2疲勞斷裂過程及其機理

RAL脆性輝紋像是把解理（臺階）和疲勞輝紋（似為很平滑的條帶）兩種特征結合在一起。脆性輝紋的特點在于裂紋擴展不是塑性變形，而主要是解理斷裂。因此斷口上有細小的晶面，它是裂紋尖端發(fā)生解理斷裂時形成的解理平面。解理平面的走向與裂紋擴展方向一致，而和疲勞輝紋垂直。這些解理平面常常有解理斷口的特點，存在河流花樣，同時裂紋尖端又有塑性鈍化，因之又具有輝紋特征。故在脆性輝紋中常常在看到條帶的同時，還有和裂紋擴展反向一致的河流花樣，河流花樣的放射線和輝紋近似垂直相交。

6.2.3疲勞裂紋擴展機制與斷口微觀特征

貝紋線與輝紋的差別6.2疲勞斷裂過程及其機理

RAL在疲勞斷口上肉眼看到的貝紋線和在電子顯微鏡下看到的輝紋不是一回事，相鄰貝紋線之間可能有成千上萬條輝紋。

貝紋線－

宏觀特征，是交變應力振幅變化或載荷大小改變等原因，在宏觀斷口上遺留的裂紋前沿痕跡。有時在宏觀斷口上看不到貝紋線，但在顯微鏡下卻看到了疲勞輝紋。

疲勞輝紋－微觀特征，是用來判斷是否由疲勞所引起的斷裂的主要依據之一。但是沒有輝紋不能說就是不是疲勞斷裂，因為有些金屬在某些條件下疲勞斷裂時并不形成疲勞輝紋。

疲勞輝紋總是沿著局部裂紋擴展方向往外凸。但用這種特征來表示宏觀的擴展方向并不可靠，因為在一個斷口上的疲勞輝紋可以指出裂紋是在幾個不同方向上擴展的。疲勞輝紋是相互平行的，且是等距的，沒有分枝與交叉，依次可以與其它輝紋花樣區(qū)別開來。輝紋間距表示裂紋擴展速率，間距愈寬，則裂紋擴展速率愈大。

6.3.1疲勞裂紋擴展速率

6.3疲勞裂紋擴展速率與門檻值

RAL疲勞壽命：金屬疲勞總壽命Nf由無裂紋壽命

N0(疲勞裂紋形核壽命)和裂紋擴展壽命Np組成。一般來說，疲勞裂紋擴展壽命Np占總壽命的絕大部分。疲勞裂紋擴展速率：疲勞裂紋在亞臨界擴展階段內，每一個應力循環(huán)裂紋沿垂直于拉應力方向擴展的距離，稱為疲勞裂紋擴展速率，以da/dN表示。決定da/dN的主要力學參量是應力場強度因子差值ΔK。

6.3.1疲勞裂紋擴展速率

6.3疲勞裂紋擴展速率與門檻值

RAL第Ⅰ區(qū)：又稱為疲勞裂紋不擴展區(qū)，直線很陡。將直線外延到相當于da/dN=10-6～10-7次所對應的KⅠ值，稱為疲勞裂紋不擴展的應力場強度因子幅門檻值，以ΔKth表示。小于ΔKth時，疲勞裂紋不發(fā)生擴展。第Ⅱ區(qū)：疲勞裂紋亞臨界擴展階段或裂紋線性擴展階段。在這個區(qū)里，da/dN與ΔKⅠ之間的關系可以用Paris公式表示。第Ⅲ區(qū)：疲勞裂紋失穩(wěn)擴展區(qū)。在C點以后，裂紋擴展速率隨應力場強度因子幅增加急劇增大。當裂紋尖端附近的應力場強度因子KⅠmax或Kmax達到材料的斷裂韌性KⅠc或Kc時，裂紋迅速失穩(wěn)擴展，并引起最后斷裂。

6.3.2疲勞裂紋擴展速率的數(shù)學表達式

6.3疲勞裂紋擴展速率與門檻值

RAL電子顯微鏡觀察表明，第Ⅰ區(qū)的疲勞斷口上常?？吹骄哂蓄愃平饫硇∑矫娴奶卣鳌Ｆ谳x紋則主要是在第Ⅱ區(qū)內的斷口上發(fā)展。第Ⅲ區(qū)斷口上出現(xiàn)了大量的韌窩。第Ⅱ區(qū)是疲勞裂紋擴展的重要階段，也是帕里斯公式適用的區(qū)域。帕里斯公式的表達式為

da/dN=c(ΔKⅠ)n

式中n——直線的斜率；

c——直線的截距。

n和c均為材料常數(shù)，可由實驗確定。許多材料的n值在2～7之間，并且多數(shù)在2～4之間變化。常數(shù)n和c對金屬材料的顯微組織不敏感，不同顯微組織的材料，n和c值的變化并不顯著。疲勞裂紋擴展速率主要決定于應力場強度因子差值ΔKⅠ，只要測出材料常數(shù)n和c，根據裂紋尖端附近應力場強度因子差值ΔKⅠ，便可計算材料的疲勞裂紋擴展速率，進而估算出機件的疲勞壽命。

6.4.1S－N曲線與疲勞極限6.4疲勞強度指標

RAL當應力循環(huán)對稱系數(shù)一定時，金屬材料斷裂前所能承受的應力循環(huán)次數(shù)與所受的最大交變應力σmax(或交變應力半幅σa)存在對應關系，這種σmax(或σa)以對疲勞斷裂周次N作圖繪成的曲線，稱為疲勞曲線，經常簡寫為S－N曲線，因為它是德國人維勒(Wholer)在1860年首先發(fā)現(xiàn)的，故又稱為維勒曲線。

6.4.1S－N曲線與疲勞極限6.4疲勞強度指標

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疲勞極限是材料能經受無限次應力循環(huán)而不發(fā)生疲勞斷裂的最大應力，通常用σr表示，注角r表示應力循環(huán)對稱系數(shù)。對稱循環(huán)旋轉彎曲的疲勞極限用σ-1表示。對于曲線上沒有水平部分的材料，要根據機件的工作條件和使用壽命，規(guī)定一個疲勞極限循環(huán)基數(shù)，并以循環(huán)基數(shù)值所對應的應力作為“規(guī)定疲勞極限”，以σr(N0)表示。σr(N0)也叫“條件疲勞極限”。如對于鑄鐵材料，規(guī)定N0＝107次；對有色金屬，規(guī)定N0＝108次等。由于材料成分和組織不均勻性、試樣加工和試驗條件等因素波動都對疲勞試驗結果有很大影響，所以疲勞試驗結果離散性很大，因而S－N曲線可靠性較差，只能用于考察普通機件的疲勞強度，或者作為比較復雜試驗的預備性試驗。對于重要機件的設計，應當用統(tǒng)計方法進行處理。

6.4.2過載持久值與過載損傷界6.4疲勞強度指標

RAL過載持久值：金屬材料在高于疲勞極限的應力下運轉時，發(fā)生疲勞斷裂的應力循環(huán)周次，稱為材料的過載持久值，也稱有限疲勞壽命。過載持久值表征材料對過載荷的抗力。根據疲勞曲線傾斜部分可以確定過載持久值，疲勞曲線傾斜部分愈陡直，則持久值愈高，說明材料在相同過載下能經受的應力循環(huán)周次愈多，即材料對過載荷抗力愈高。疲勞曲線傾斜部分上與一定持久值相應的應力，稱為材料的耐持久極限。倘若金屬在高于疲勞極限的應力水平下運轉一定周次后其疲勞極限降低或疲勞壽命減少，這就造成了過載損傷。

6.5.1載荷因素6.5影響疲勞性能的因素

RAL（1）載荷頻率頻率影響金屬材料在每一周期中的塑性變形量，因而影響材料所受的疲勞損傷。頻率高，材料所受總損傷少，所以，疲勞極限提高。頻率過低，除影響材料所受疲勞損傷外，還因空氣腐蝕時間長，故疲勞極限降低。

6.5.1載荷因素6.5影響疲勞性能的因素

RAL（2）次載鍛煉金屬在低于或者接近于疲勞極限的應力下運轉一定循環(huán)次數(shù)后，會使其疲勞極限提高，這種現(xiàn)象稱為次載鍛煉。次載鍛煉效果與加載應力和周次有關。通常認為，當次載鍛煉周次一定時，塑性大的材料，次載鍛煉的下限應力值要高些；而強度高塑性低的材料（如低溫回火狀態(tài)）只需要較少的鍛煉周次，但調質狀態(tài)卻需要較長的鍛煉周次。在相同次載鍛煉條件下，不同材料的疲勞性能變化不同，這種事實在選材時也應考慮。有些新制成的機器在空載及不滿載條件下跑合一段時間，一方面可以使運動配合部分嚙合得更好；另一方面可以利用上述規(guī)律提高機件的疲勞極限，延長使用壽命。

6.5.1載荷因素6.5影響疲勞性能的因素

RAL（3）間歇具有強應變時效的20、45及40Cr鋼在零載下間歇的疲勞壽命表明，每隔25000周次周期不加載間歇5min后的疲勞曲線與連續(xù)試驗相比，向右上方移動，即疲勞壽命提高。試驗表明，當在應力接近或低于疲勞極限的低應力下不加載間歇，可顯著提高間歇疲勞壽命。在一定過載范圍內間歇，對壽命無明顯影響，甚至使其降低。因為在次載條件下，疲勞強化占主要地位，間歇產生時效強化，因而提高壽命；而一定程度過載時，疲勞弱化起主要作用，此時間歇無益，甚至使壽命降低。在次載下間歇，存在一個最佳的間歇時間，隨應力增大，最佳時間縮短。與此相似，間歇間隔周次也有最佳值。用合適的間歇時間和間隔周次進行間歇，可相應得到最高的疲勞壽命。

6.5.1載荷因素6.5影響疲勞性能的因素

RAL（4）溫度溫度升高，材料的疲勞極限下降。溫度由+20℃下降到-180℃時，結構鋼的疲勞強度增加一倍。當溫度升高到300℃以上后，每升高100℃鋼的疲勞強度降低15～20%。若疲勞強度有反常變化，即溫度升高，疲勞強度增加的話，這就與材料內部的某些物理化學過程有關。

6.5.2表面狀態(tài)與尺寸因素6.5影響疲勞性能的因素

RAL（1）表面狀態(tài)在交變載荷作用下，金屬的不均勻滑移主要集中在金屬的表面，疲勞裂紋也常常產生在表面上，所以機件的表面狀態(tài)對疲勞極限影響很大。表面的幾何形狀、刀具和研磨產生的擦痕、打記號、磨裂等都可能象微小而鋒利的缺口一樣，引起應力集中，使疲勞極限降低。表面光潔程度愈高，材料的疲勞極限愈高；表面加工愈粗糙，疲勞極限愈低。材料強度愈高，表面光潔程度對疲勞極限的影響愈顯著。表面加工方法不同，所得到的光潔程度不同，因而，同一材料的疲勞極限也不一樣。抗拉強度愈高的材料，加工方法對其疲勞極限的影響愈大。因此，用高強度材料制造在交變載荷下服役的機件，其表面必須經過更好仔細的加工，不允許有碰傷或者大的缺陷，否則會使疲勞極限顯著降低。表面粗糙不僅降低疲勞極限，而且使疲勞曲線左移，即減少過載持久值，降低疲勞壽命。

6.5.2表面狀態(tài)與尺寸因素6.5影響疲勞性能的因素

RAL（2）尺寸因素彎曲疲勞和扭轉疲勞試驗時，隨試樣尺寸增加，疲勞極限下降；強度愈高，疲勞極限下降愈多。這種現(xiàn)象稱為疲勞極限的“尺寸效應”。它是因為在試樣表面上拉應力相等的情況下，尺寸大的試樣，從表面到中心的應力梯度小，處于高應力區(qū)的體積大，在交變載荷下受到損傷的區(qū)域大，存在缺陷的幾率也高，因而疲勞極限下降。在拉壓疲勞時，尺寸效應不明顯。應力分布不均勻性增大，尺寸效應的影響也增大。

6.5.3組織因素6.5影響疲勞性能的因素

RAL（1）晶粒大小

細化晶粒可以提高疲勞極限。這是由于晶粒細化之后，在交變應力下可以減少不均勻滑移的程度，從而推遲疲勞裂紋形成。電子顯微斷口分析表明，由于晶界兩側晶粒位向不同，當疲勞裂紋擴展到晶界時，被迫改變擴展方向，并使疲勞條帶間距改變，可見晶界是疲勞裂紋擴展的一種障礙。因此，細化晶粒便延長了疲勞壽命。但有研究結果表明晶粒細化使缺口敏感度增加。

6.5.3組織因素6.5影響疲勞性能的因素

RAL（2）顯微組織

以40Cr鋼為對象進行的研究結果表明，回火屈氏體的疲勞極限最高，淬火馬氏體次之。結構鋼經調質處理得到含有球狀碳化物組織，與片狀碳化物組織相比，前者的疲勞極限高。硬度相同時，等溫淬火處理比淬火回火的疲勞極限高。電子顯微觀察表明，HRC>40的鋼中，淬火馬氏體回火時析出碳化物薄膜，起應力集中的不良作用，故使淬火回火鋼的疲勞極限不如等溫處理的高。淬火組織中由于加熱或保溫不足而殘留的未溶鐵素體，或熱處理不當而存在過多的殘余奧氏體，都使鋼的疲勞極限降低。鋼中含有10%的殘余奧氏體，可使降低10～15%。這是因為未溶鐵素體和殘余奧氏體是交變應力下產生集中滑移的區(qū)域，因而過早形成疲勞裂紋。硬度相同時，淬火鋼中非馬氏體組織的含量對也有很大影響，含有5%非馬氏體組織，疲勞極限下降10%，含量大于20%，降低速度變慢。

6.6.1低周疲勞的特點6.6低周疲勞

RAL低周疲勞時，由于機件設計的循環(huán)許用應力比較高，加上實際機件不可避免地存在應力集中，因而局部區(qū)域會產生宏觀塑性變形，致使應力應變之間不呈直線關系，形成回線。開始加載時，曲線沿OAB進行；卸載后反向加載時，由于包申格效應，在較低的壓應力下屈服；至D點卸載后再次拉伸，曲線沿DE進行。經過一定周次（通常不超過100次）循環(huán)后，就達到圖

所示的穩(wěn)定狀態(tài)的滯后回線。

6.6.2低周疲勞的De-N曲線

6.6低周疲勞

RAL因為當循環(huán)周次N小于10