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杭州博測材料科技有限公司2025-08-23
材料的高周疲勞性能并非固有屬性，它受到眾多內在和外在因素的強烈影響。
關鍵影響因素：
應力集中：缺口、孔洞、尖角、加工刀痕等幾何不連續處會產生應力集中，明顯降低疲勞強度。疲勞缺口系數K_f是量化這一影響的關鍵參數。
表面狀態：疲勞裂紋多萌生于表面。因此，表面粗糙度、殘余應力狀態至關重要。粗糙表面相當于無數微缺口。表面噴丸、滾壓等工藝能引入有益的殘余壓應力，抵消部分外加拉應力，大幅提升疲勞強度。
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平均應力：應力比R（σ_min/σ_max）至關重要。平均拉應力（R > -1）是有害的，會降低可允許的應力幅；平均壓應力（R < -1）則是有益的。Goodman、Gerber等圖用于評估平均應力的影響。 環境因素：腐蝕環境與交變應力協同作用，產生腐蝕疲勞。即使是在空氣中，水分也會通過吸附降低裂紋表面的能量，促進裂紋擴展，其強度遠不如在真空或惰性氣體中。 微觀結構：這是材料本身的內在因素，包括： 晶粒尺寸：細晶材料通常具有更高的疲勞強度（遵循Hall-Petch關系），因為晶界能阻礙位錯運動和裂紋擴展。 第二相粒子：細小、均勻分布的強化相（如γ'相 in 鎳基超合金）能有效阻礙位錯運動，提強度。但過大或脆性的夾雜物（如Al?O?, MnS）會成為裂紋萌生點，極度有害。 缺陷：孔隙、縮松、夾雜物是疲勞性能的“問題”，極大地降低疲勞壽命。
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