疲勞裂紋的形成

  疲勞裂紋的形成實(shí)質(zhì)上是微觀裂紋形成、長(zhǎng)大和連接的過(guò)程，而
微觀裂紋的形成則是由金屬材料不均勻局部滑移和顯微開(kāi)裂所引起
。
  1．不均勻局部滑移
  通過(guò)對(duì)低碳鋼疲勞過(guò)程的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)交變應(yīng)力等于材料的疲
勞極限時(shí)，經(jīng)過(guò)N一104次應(yīng)力循環(huán)后。部分晶粒內(nèi)出現(xiàn)滑移帶。由
于交變應(yīng)力較小，滑移帶較細(xì)小，不會(huì)形成疲勞裂紋。當(dāng)交變應(yīng)力
高于材料的疲勞極限時(shí)，隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，滑移帶將變寬加
深，而在其他地方很少出現(xiàn)新的滑移帶，這種現(xiàn)象稱(chēng)為不均勻局部
滑移。不均勻局部滑移往往集中在金屬表面，可形成駐留滑移帶、
擠出脊、擠入溝等疲勞裂紋核心，這些疲勞裂紋核心在交變應(yīng)力作
用下，不斷擴(kuò)展并相互連接，最后發(fā)展成為宏觀的疲勞裂紋。
  (1)駐留滑移帶
  靜拉伸試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果先將試樣表面拋光，拉伸到材料的屈
服強(qiáng)度以上時(shí)，在試樣表面可發(fā)現(xiàn)到處布滿(mǎn)細(xì)密的滑移帶。而疲勞
試驗(yàn)時(shí)則相反，當(dāng)交變應(yīng)力高于材料的疲勞極限時(shí)，經(jīng)過(guò)一定次數(shù)
(N一6×104次方)的應(yīng)力循環(huán)之后，試樣表面發(fā)現(xiàn)較粗大的滑移帶
。采用電解拋光將這些滑移帶拋掉，然后再進(jìn)行疲勞試驗(yàn)．發(fā)現(xiàn)新
的滑移帶仍在原來(lái)滑移帶的位置產(chǎn)生。并隨著應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，
滑移帶加寬，滑移線加深。這時(shí)再進(jìn)行電解拋光，發(fā)現(xiàn)金屬表面仍
然有一些未被拋去的滑移帶，這些滑移帶稱(chēng)為“駐留滑移帶”。
  疲勞初期和靜拉伸相似，在交變應(yīng)力作用下，金屬滑移面上位
錯(cuò)源產(chǎn)生的位錯(cuò)受到阻礙后，形成位錯(cuò)堆積，結(jié)果使位錯(cuò)源停止產(chǎn)
生位錯(cuò)，滑移線不再進(jìn)一步伸展，由此形成許多細(xì)滑移線并產(chǎn)生加
工硬化，

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