如何选择合适的材料？

1.承受疲劳应力零件的常用材料

常用的材料主要是钢材，包括锻钢和铸钢，有些形状复杂的零件采用球墨铸铁。表3-1给出一些常用材料的牌号及其力学性能。当找不到材料疲劳强度资料时可按表3-2的公式计算其近似值。

表3-1 承受疲劳应力零件的常用材料

（续）

表3-2 材料疲劳极限与强度关系的计算公式

由表3-1、表3-2可以看出疲劳强度σ_-1比抗拉强度σ_b低很多，比屈服强度σ_s也低，因此受变应力的零件，必须按疲劳强度设计。(www.xing528.com)

2.合理选择材料和热处理

为了保证机械的寿命和质量，正确选择材料和热处理是一个很重要的问题，一般情况下，选择材料和热处理应该注意以下问题：

1）按零件的寿命要求，选择材料的强度和塑性。对于要求长寿命（无限寿命设计）的机械零件，一般要求应力循环变化次数N≥10⁷次。强度高的材料具有较高的疲劳寿命。对于要求应力循环次数N<10³次的机械零件，属于低周疲劳设计的范围，其实际应力超过屈服强度σ_s，产生较大的塑性变形，其主要参数是应变，应该选用塑性好的材料。当零件应力循环变化次数在高周低周之间，即10³<N<10⁷时，应该兼顾强度和塑性，选择韧性好的材料。

2）提高材料的纯度，避免内部缺陷。高周疲劳的机械零件如滚动轴承，承受很大的载荷，接近其疲劳极限，材料内部的缺陷如夹渣、空隙等严重影响了零件的寿命，因此要求材料具有高纯度，如对滚动轴承材料电炉重熔，去掉杂质。对于低周疲劳的机械零件纯度要求较低。此外尽量避免毛坯生产中的偏析、夹渣、脱碳等缺陷，也是提高疲劳强度的有效措施。

3）晶粒度和晶粒取向对疲劳强度有较大影响。室温条件下工作的机械零件细化晶粒能够提高疲劳强度，因为晶粒边界能够阻止材料的滑移、裂纹形成和扩展。而在高温下工作的机械零件应该有粗大晶粒，疲劳强度较高。锻造和轧制的机械零件受力的方向（力流传递的方向）应该与轧制方向一致，可以提高疲劳强度。

4）对中碳钢和合金钢进行调质热处理比正火处理更能够提高疲劳强度。

5）采用在零件表面产生压缩应力的热处理方法，如渗碳热处理、表面化学处理和表面感应热处理等，可以提高疲劳强度。