疲勞斷裂的發(fā)生，往往從薄弱的地方開始。材料內(nèi)部如果有缺陷，如裂紋、脆性夾雜物等等，疲勞就可能從這些內(nèi)部薄弱的地方開始。如果材料內(nèi)部組織性能均勻，無缺陷存在，疲勞就可能從表面應(yīng)力集中部位開始。當(dāng)然，表面的應(yīng)力集中，可能是結(jié)構(gòu)問題，也可能是加工損傷，或者表面裂紋等缺陷導(dǎo)致。

1、應(yīng)力集中的影響。表面對疲勞強度影響的是應(yīng)力集中，一般是截面突變部位，如螺栓根部、軸的臺階處鍵槽、油孔等等，見圖1。變截面部位采取圓弧過渡，降低材料的缺口敏感性，都可以有效預(yù)防這類疲勞斷裂的發(fā)生。

2、表面粗糙度的影響。表面粗糙度對疲勞強度的影響也很大，這些影響因素包括，表面加工刀痕、劃傷、安裝損傷、撞擊損傷、擦傷等等。這些不僅改變表面粗糙度，還會引起加工硬化已經(jīng)應(yīng)力集中，從而降低材料的抗疲勞性能。

3、殘余應(yīng)力及表面強化的影響。表面殘余應(yīng)力會和外加應(yīng)力疊加，產(chǎn)生疊加作用。殘余應(yīng)力如果是拉應(yīng)力，會降低疲勞強度，殘余應(yīng)力如果是壓應(yīng)力，則會提高疲勞強度。

表面強化處理可以在材料表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，從而提高材料的抗疲勞性能。一般的表面強化方式有：噴丸、滾壓、表面淬火、表面化學(xué)熱處理等。噴丸示意圖見圖2。

4、合金成分的影響。合金成分是決定材料組織的基本要素。結(jié)構(gòu)鋼的抗疲勞性能較高，碳元素是影響其抗疲勞性能的重要元素。碳元素可以固溶在鋼中，產(chǎn)生固溶強化，也可以形成彌散碳化物，進行彌散強化，從而可以阻止疲勞裂紋的萌生。其它合金元素，可以固溶強化，或者提高淬透性、改善韌性，從而提高鋼的疲勞強度。

5、顯微組織的影響。結(jié)構(gòu)鋼的組織對疲勞強度也有重要影響。正火組織的碳化物呈片狀，在碳化物端部容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，疲勞強度較低；淬火后的回火組織碳化物呈顆粒狀，應(yīng)力集中小，其疲勞強度比正火組織高。

如果淬火組織中存在非馬氏體組織，如未溶鐵素體和殘余奧氏體，會降低疲勞強度，因為組織中的力學(xué)性能不均勻。

6、冶金缺陷的影響。冶金缺陷會降低疲勞強度。這類缺陷包括：非金屬夾雜物、氣孔、縮孔、偏析、白點、折疊、裂紋、過燒等等。

原創(chuàng)作者：上海企想檢測儀器有限公司