如何提高材料的疲劳强度？

疲劳强度S是指材料在多次（10⁷或更高次数）交变载荷作用下而不引起断裂的最大能力。将按正弦曲线变化的对称循环应力用σ_N表示。

有些零件如曲轴、齿轮连杆、弹簧，在工作中各点受到方向、大小、反复变化的交变应力的作用，在工作一段时间后，有时突然发生断裂，而这时的应力往往远远小于该材料的抗拉强度R_m，有时甚至小于屈服强度。这种断裂称为疲劳断裂。

断裂是机械零件失效中最严重和最危险的现象。就断裂而言，有韧性断裂、脆性断裂和疲劳断裂。工件在经历一段时间后，伴随有明显的塑性变形而断裂，这种断裂称为韧性断裂。韧性断裂的断口多呈纤维状，暗淡而无光泽。如果断裂前没有明显的变形预兆，而突然断裂，这种断裂称为脆性断裂。脆性断裂的断口平整，有金属光泽。在交变载荷作用下，机械零件所承受的应力远远小于屈服极限应力，突然发生断裂，而且事前无明显塑性变形预兆，这种断裂称为疲劳断裂。疲劳断裂的断口既不像脆性断裂那样平整有光泽，也不像韧性断裂那样有明显的塑性变形，介于两者之间，在显微镜下可以观察到三个明显区域：光滑的裂纹发生区、波浪状的裂纹扩展区和结晶或纤维状的最终断裂区。无论哪种断口，它的发展过程都是由裂纹的发生和裂纹的进一步扩展两个阶段构成的。

图1-7所示为通过疲劳试验得出的循环应力σ_N与断裂前的应力循环次数N的疲劳曲线。材料所承受的循环应力越大而应力循环次数就越小；当循环应力低于某一值时，疲劳曲线呈水平曲线，表明金属材料在此应力下，可经受无数次应力循环仍不发生断裂，此时的应力值称为材料的疲劳强度，用S表示。(www.xing528.com)

影响材料疲劳强度的因素有：材料的内部缺陷、表面划痕、表面应力性质、载荷性质及结构形状等。提高疲劳强度的措施有：改善其形状结构，减少应力集中；采取用喷丸和表面热处理来提高零件的表面质量；尽量控制夹渣、气孔等缺陷。

图1-7 疲劳曲线示意图