鑄造材料切口截面微觀裂紋金相分析圖像顯微鏡

  首先研究在切口根部產(chǎn)生裂紋所需的名義交變應(yīng)力，即曲線
1和2。應(yīng)該假設(shè)，當(dāng)切口根部半徑遠(yuǎn)大于裂紋尖端半徑時(shí)，和同
材料普通試樣承受超過其普通疲勞極限的循環(huán)應(yīng)力時(shí)在表面上形
成微觀裂紋一樣，在切口根部高應(yīng)力區(qū)也將形成表面微觀裂紋。

但是，切口根部高應(yīng)力材料的體積必定不僅能形成表面微觀裂
紋，而且在遠(yuǎn)離切口根部的名義應(yīng)力范圍的作用下還能擴(kuò)展到所
需的深度使微觀裂紋生長(zhǎng)成宏觀裂紋。因此，在普通試樣中，假
定有一條微觀裂紋正在處處高于普通疲勞極限的名義均勻應(yīng)力場(chǎng)
中擴(kuò)展，而在切口試樣中，則這條微觀裂紋必定沿迅速減小的應(yīng)
力場(chǎng)擴(kuò)展。由此可見，為了使微觀裂紋剛好能擴(kuò)展，必須使切口
根部表面上的應(yīng)力稍大于表面微觀裂紋剛好能擴(kuò)展的普通試樣表
面上的應(yīng)力。

  由于截面上的名義應(yīng)力較低，微觀裂紋在能生長(zhǎng)成宏觀裂紋
之前所需擴(kuò)展到的長(zhǎng)度將比普通試樣中長(zhǎng)些，但是另一方而，自
由表面上的裂紋有效長(zhǎng)度則隨切口深度而增大。這表明在除了淺
尖切口外的所有切口中，一旦形成了微觀裂紋，名義應(yīng)力一般足
以使微觀裂紋生長(zhǎng)成宏觀裂紋;

  因此，切口對(duì)鑄造材料或某種含有已知缺陷材料的疲勞極限
的影響一般取決于切口相對(duì)于缺陷的尺寸。如果切口較大，以致
含有許多缺陷的材料體積所承受的應(yīng)力大于名義應(yīng)力，則切口疲
勞極限將有所降低。但是，如果切口尺寸與缺陷尺寸差不多大、
則再增加一個(gè)應(yīng)力集中源將沒有多少影響?？梢哉J(rèn)為，如果鑄造
材料的普通疲勞極限遠(yuǎn)低于具有同樣成分和抗粒強(qiáng)度的鍛造材料
的普通疲勞極限，則前者的普通疲勞極限將取決于引起裂紋從固
有缺陷處生長(zhǎng)所需的循環(huán)應(yīng)力。

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