熱加工低碳鋼試樣切口應(yīng)力微觀變化檢測(cè)顯微鏡

例如，油中整體淬火的齒輪，根據(jù)淬火條件的不同，有
的相當(dāng)于這種情況。
  對(duì)各種齒輪的彎曲疲勞機(jī)理用疲勞過(guò)程中齒根圓根處的
組織變化及殘余應(yīng)力變化進(jìn)行分析研究的結(jié)果，明確的幾點(diǎn)
可歸納如下。
  (1)調(diào)質(zhì)鋼齒輪，作用著疲勞極限以上的負(fù)荷
時(shí)，(晶格)滑移和裂紋都是在壓縮側(cè)上比拉伸側(cè)發(fā)生得早。
發(fā)生在壓縮側(cè)上的裂紋擴(kuò)展速度比遲于它發(fā)生在拉伸側(cè)上的
裂紋的擴(kuò)展速度小得多，因此疲勞破壞受后發(fā)生在拉伸側(cè)上
的裂紋所支配。
  (2)以相當(dāng)于疲勞極限的負(fù)荷作用時(shí)，只在壓縮側(cè)上發(fā)
生裂紋，它擴(kuò)展到一定程度，在某一循環(huán)次數(shù)之后停止其擴(kuò)
展．即變成所謂的裂紋停留。
  (3)以小于而接近疲勞極限的負(fù)荷作用時(shí)，用倍率為
400的金屬顯微鏡在拉伸側(cè)看不到(晶格)滑移帶，而在壓縮
側(cè)上可以看到(品格)滑移帶。但是，在任一側(cè)都不發(fā)生裂
紋．

低碳鋼退火材料的光滑試樣及切口試樣上作用交
變應(yīng)力時(shí)，根據(jù)在其表面上產(chǎn)生殘余應(yīng)力變化的研究結(jié)果，
則隨著應(yīng)力的交變作用在其表面上產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力，如果
進(jìn)一步增加循環(huán)次數(shù)達(dá)到產(chǎn)生微觀裂紋的程度，殘余壓縮應(yīng)
力即急劇減少，這和本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的趨向是很一致的。

  由于上述交變負(fù)荷而引起的在拉伸側(cè)產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)
力，在壓縮側(cè)產(chǎn)生殘余拉伸應(yīng)力，故可以把承受負(fù)荷時(shí)的二個(gè)
齒根圓根處應(yīng)力狀態(tài)看作是局部交變的狀態(tài)。然而，這些殘
余應(yīng)力是隨著循環(huán)次數(shù)的變化而變化的，所以要把殘余應(yīng)力
對(duì)彎曲疲勞強(qiáng)度的影響明確地表示出來(lái)，在現(xiàn)階段是困難的。

  以上，分析研究了有關(guān)反復(fù)正反轉(zhuǎn)齒輪和中間齒輪在相
應(yīng)負(fù)荷條件下的彎曲疲勞強(qiáng)度以及由于交變負(fù)荷在這些齒輪
的齒根圓根處上發(fā)生殘余應(yīng)力的變化情況，根據(jù)這些結(jié)果，
在實(shí)際設(shè)計(jì)反復(fù)正反轉(zhuǎn)齒輪及中間齒輪時(shí)，有必要考慮下列
幾點(diǎn)。

(4)由于壓縮側(cè)的裂紋能夠承受垂直于裂紋方向的壓縮
負(fù)荷，所以壓縮側(cè)裂紋頭端的應(yīng)力值比齒根圓根處邊緣的應(yīng)
力值小，而裂紋頭端的應(yīng)力值達(dá)到等于該點(diǎn)材料的疲勞極限
時(shí)，裂紋就停止擴(kuò)展。
(5)齒面硬化齒輪和非硬化齒輪的彎曲疲勞特性顯著地
不同。噴丸硬化、滲碳淬火等齒面硬化齒輪，齒根圓根處的
硬度高，而且齒根圓根處存在著大的殘余壓縮應(yīng)力，所以
砌比y大，在壓縮側(cè)上不發(fā)生裂紋。然而，齒根圓根處壓
縮側(cè)上存在的殘余壓縮應(yīng)力的衰減比拉伸側(cè)的衰減顯著，所
以反轉(zhuǎn)后彎曲疲勞壽命、疲勞極限都減小。這種現(xiàn)象即使在
反轉(zhuǎn)前循環(huán)次數(shù)小的時(shí)候也發(fā)生，所以要特別注意。

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