>金属材料产生疲劳断裂的原因有哪些?

　　金属材料产生疲劳断裂的原因有哪些?

　　机械零件在循环交变应力的作用下引起的断裂称为疲劳断裂，在机械构件的断裂失效中，疲劳断裂所占的比例最高，达70%以上。

　　疲劳断裂的类型----高周疲劳、低周疲劳、热疲劳、接触疲劳、腐蚀疲劳、微振疲劳、蠕变疲劳等。

　　高周疲劳----循环次数N>104~105的疲劳断裂称为高周疲劳,为低应力高周疲劳断裂。

　　低周疲劳----循环次数N<104~105.为高应力低周疲劳断裂。裂纹扩展时疲劳应力较高，裂纹扩展速度较快，其断口形貌较复杂;当循环次数N>103.断口上有粗大的辉纹;当循环次数N<103.断口观察到一种“轮胎花样”;当循环次数N<102.断口上观察到韧窝或准解理。

　　热疲劳----冷热交变应力作用下引起的疲劳开裂称热疲劳。如发动机排气门、热模。宏观有网状或平行断续的细小裂纹，微观断口有氧化特征，难见辉纹。

　　接触疲劳----接触应力作用引起疲劳破坏。如轴承、轴瓦、齿轮。宏观有剥落特征，微观有辉纹、准解理等特征。产生接触疲劳的原因主要是接触应力较高。

　　腐蚀疲劳----腐蚀介质和交变应力联合作用下引起的疲劳破坏称腐蚀疲劳。断口宏观上有腐蚀特征，微观形貌除疲劳辉纹外有腐蚀特征。

　　微振疲劳----由微振应力作用下引起的疲劳破坏，如铆钉、叶片、钢丝绳等。裂源处有磨损现象，疲劳断口上可观察到与高周疲劳相似的辉纹。

　　高周疲劳的特征：

　　疲劳断裂过程中，工作应力多是在低于屈服应力下进行，零件不发生肉眼可见的宏观塑性变形，对于常见的低应力高周疲劳，在断裂发生后，也未能观察到宏观塑性变形现象，所以一般将疲劳断裂归入脆性断裂

　　疲劳断口具有独特的断口形貌，断口由疲劳源区、裂纹扩展区和瞬时断裂区三个部分组成。疲劳源常位于零件的尖角、凹槽或材料的夹杂、空洞、微裂纹等缺陷处。裂纹扩展区具有独特的疲劳条纹，常以海滩状条纹、贝纹线等术语描述其宏观特征。疲劳扩展区的断口微观形貌为疲劳辉纹。瞬时断裂区断口形貌与材料性质及断裂时应力状态有关，塑性材料常为塑性断裂，而脆性材料为脆性断裂。

　　产生疲劳断裂的常见原因：

　　材料强度不足引起的疲劳断裂;

　　零件结构上有尖角、键槽、圆角等应力集中区;

　　夹杂、疏松、气孔、微裂纹等材料缺陷;

　　表面缺陷，如凹坑、折叠、加工刀痕;

　　热处理缺陷，如表面脱碳、过热。