金属材料的疲劳性

我们无时无刻不在于金属打交道，常见的金属材料给人一种坚固安全的感觉，然而在各种外力的作用下，金属也是会产生疲劳。 什么是金属材料的疲劳?

许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。

金属材料疲劳断裂有什么特点以及分类? （1）载荷应力是交变的； （2）载荷的作用时间较长； （3）断裂是瞬时发生的；

（4）无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。 所以，疲劳断裂是工程上最常见、最危险的断裂形式。 金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种：

（1）高周疲劳：指在低应力(工作应力低于材料的屈服极限，甚至低于弹性极限)条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。它是最常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为疲劳。

（2）低周疲劳：指在高应力(工作应力接近材料的屈服极限)或高应变条件下，应力循环周数在10000~100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用，因而，也称为塑性疲劳或应变疲劳。

（3）热疲劳：指由于温度变化所产生的热应力的反复作用，所造成的疲劳破坏。

（4）腐蚀疲劳：指机器部件在交变载荷和腐蚀介质(如酸、碱、海水、活性气体等)的共同作用下，所产生的疲劳破坏。

（5）接触疲劳：这是指机器零件的接触表面，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或表面压碎剥落，从而造成机件失效破坏。

如何有效解决金属疲劳问题?

直到显微镜和电子显微镜相继出现之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上才不断取得新的成果，并且有了巧妙的办法来对付这个大敌。在金属材料中添加各种“维生素”是增强金属抗疲劳性能的有效办法。例如，在钢铁和有色金属里，加进万分之几或千万分之几的稀土元素，就可以大大提高这些金属抗疲劳的本领，延长使用寿命。随着科学技术的发展，目前已出现“金属免疫疗法”新技术，即引入残余压应力，如采用喷丸、表面冷滚压等方法来增强金属抗疲劳性能，以减少疲劳损坏。此外，在使用金属构件时，对产生震动的机械设备要采取防震措施，以延缓金属疲劳的产生。在必要的时候，使用检测设备进行对金属内部结构的检测，对防止金属疲劳也很有好处。