影響無縫鋼管材（cái）料疲勞強度的八大因素

    山東（dōng）香蕉视频污在线观看無縫鋼管材料的疲勞強度對各種外在因素和內在因（yīn）素都極為敏感。外在因素包括零件的形狀和尺寸、表麵光（guāng）潔度及使用條（tiáo）件（jiàn）等，內在因素包括材料本身的（de）成分，組織狀態、純淨度和殘餘（yú）應力等。這些因素的細微變化，均會造成材料疲勞性能的（de）波動甚至大幅度變化。
   各種因（yīn）素對疲勞強（qiáng）度（dù）的影響是疲勞研究的重要方麵，這種研究將為（wéi）零件（jiàn）合理的結構設（shè）計、以及正確選擇無縫鋼管材料和（hé）合（hé）理製訂各種冷熱加工工藝提（tí）供依據，以保證零件具有（yǒu）高的疲勞性能。
1.應力集中的影響
常規所講的（de）疲勞強度，都是用精心加工的光滑試樣測得的，然而，實（shí）際機械零件都（dōu）不可避免（miǎn）地存在著不同形式的缺口，如台階、鍵（jiàn）槽、螺紋和油孔等。這些缺口的存在造成應力集中，使缺口根部的（de）最（zuì）大實際應力遠大於零件所承受的名義應力，零（líng）件的疲勞（láo）破壞往往從這裏開始。
理論應力集中（zhōng）係數Kt ：在理想的彈性條件下，由彈性（xìng）理論求得的，缺口根部的（de）最大實際應力與名義應力的比值（zhí）。
有效應力集中係數（或疲勞應力集（jí）中係數）Kf：光滑試樣的疲勞極（jí）限σ-1與缺口試樣疲勞極限σ-1n的比值。
有（yǒu）效應（yīng）力集中係數不僅受構件尺寸和形狀的影（yǐng）響（xiǎng），而且受材料的物理性質、加工、熱處理等（děng）多種因素的影（yǐng）響。
有效（xiào）應力集中係數隨著缺（quē）口尖銳程度（dù）的增加而增加，但（dàn）通常小於理論（lùn）應力集中係數。
疲勞（láo）缺口敏感度係數q：疲勞缺口敏感度係數表示材料對疲勞缺口的敏感程（chéng）度，由下式（shì）計算（suàn）。
q的（de）數據範圍是0-1，q值越小，表征無縫鋼管材料對缺口越不敏感。試驗表明，q並非純粹是材料常數，它（tā）仍然和缺口尺寸有關，隻有當缺口半徑（jìng）大於一定值後，q值才基本與缺口無關（guān），而且對於不同材料或處理狀態，此（cǐ）半徑值也不同。
2.尺寸因素的影響（xiǎng）
由於材料本身（shēn）組織的不均勻性以及（jí）內部缺陷的存在，尺寸增加造（zào）成材料破壞概率的增加，從而降低材料的疲勞極限。尺寸效（xiào）應的存在（zài），是把試驗（yàn）室小試樣測得的疲勞數據運用於（yú）尺寸實際零件中的一個重要問題，由於不可（kě）能把實際尺寸的零件上存在的應力集中、應力梯度等完全相似地在小試樣上再現出來，從（cóng）而造成試驗室結果與某些具體零件疲勞破壞之間的互相（xiàng）脫節。
3.表麵加工狀態的影響
機加工的表麵總（zǒng）存在著高低不平的加工（gōng）痕跡，這些痕跡就相當於微（wēi）小缺口，在材料表麵造成應力集中，從而（ér）降低材料的疲勞強度。試（shì）驗表明，對於鋼和鋁合金，粗（cū）糙的加工（粗車）與（yǔ）縱向精拋光相比，疲勞極限要降低10%－20%甚至更多。材料的強度越（yuè）高，則對表麵光潔度越敏感。
4.加載經曆的影響
實際上沒有任何零件是在（zài）絕對恒定的應（yīng）力幅條件下工作，材料實際工作（zuò）中的超載和（hé）次載都（dōu）會對材料的疲勞極限產生（shēng）影響，試（shì）驗表明，材料普遍（biàn）存（cún）在著超載損傷和次載鍛（duàn）煉現象。
所（suǒ）謂超載損傷（shāng）是指材料在高於疲勞極限的載荷下運行達到一定周（zhōu）次後（hòu），將造成（chéng）材料（liào）疲勞極限的下降。超載越高，造成損傷（shāng）所（suǒ）需的周次越短，如圖1所示。

    事實上，在一定條件下，少量次數的超載不僅不會對材料造成損傷，由於形變強化、裂紋尖端鈍化以及殘餘壓應力的作用，還會對材料（liào）造成強（qiáng）化，從而提（tí）高材料的疲勞（láo）極限。因此，應對超載損傷的概念進行一些補充和修正。所謂次載（zǎi）鍛煉是指材料在低於（yú）疲勞極限（xiàn）但高於某一限值的應力水平下運行一定周次後，造成材料疲勞極限升高的現象。次載鍛煉的效果和材料（liào）本身（shēn）的性能有關，塑性好的材料，一般（bān）來說鍛煉周期要長些，鍛煉應力要（yào）高些方（fāng）能見效。
5.化學成分的（de）影響
材料的疲勞強度與（yǔ）抗拉強度在一定（dìng）條件下（xià）存在著較密（mì）切的關係，因（yīn）此，在一定條件下凡能提高抗拉（lā）強度的合金元素，均可提（tí）高材（cái）料的疲勞強度（dù）。比（bǐ）較而言，碳是（shì）影響材料強度的最主要因（yīn）素。而一些在鋼中形成夾雜（zá）物的雜質元素（sù）則對（duì）疲勞強度產生不（bú）利影（yǐng）響。
熱處（chù）理和顯微組織的影響不同的熱處（chù）理狀態會得到不同的顯（xiǎn）微（wēi）組織，因此（cǐ），熱處理（lǐ）對疲勞強度（dù）的影響，實質上就是顯微組（zǔ）織的影（yǐng）響。同一成份的材料，由於熱處理（lǐ）不同，雖然可以得到相同的靜強度（dù），但由於組織的不同，疲勞強度可在相當大的範圍內變化。
    在相同的強度水平（píng）時，片狀珠光體的疲勞強度明顯要（yào）低於粒狀珠光體。同是粒狀珠光體，其滲碳體（tǐ）顆粒越細小，則疲勞強度越高。
顯微組織對材料疲勞性能的影（yǐng）響（xiǎng），除了和各種組織本身的機械性能特性有關外，還和晶粒度以及（jí）複合組織中組織的分布特征有關。細化晶粒可提高材料的疲勞強度。
6.夾雜物的影響
夾雜物本身或由它而產生的（de）孔洞相當於微（wēi）小缺口，在交變（biàn）載荷作用下將產生應力集中和（hé）應（yīng）變集中，成（chéng）為疲勞斷裂的裂紋源，對材料的疲勞性能造成不良影響。夾（jiá）雜物對疲勞強度的（de）影響不僅取決於夾（jiá）雜（zá）物的種類、性質、形狀、大（dà）小、數量（liàng）和分布，而且還（hái）取決於材料的強度水平以及外加應力水（shuǐ）平及狀態等因素。
不（bú）同類型的夾雜物其機械和物理性能不同，和母材性（xìng）能之間的差異不同，對疲（pí）勞性能的影響也不同。一般說來，易變（biàn）形的塑性夾雜（zá）物（如硫化物（wù））對鋼的（de）疲勞性能影響較小，而脆（cuì）性夾雜物（如氧化物、矽酸鹽等）則有較大的危害。
   比（bǐ）基體膨（péng）脹係數大的夾雜物（如硫化物）因在基體中（zhōng）產生壓應力而影響小，而比基體膨脹係數小的夾雜（zá）物（如氧化鋁等）因在基體（tǐ）中產生拉應力而影響大。
   夾雜物與母材結合的緊（jǐn）密程度也會影響疲勞（láo）強度。硫化物易於變形，和母材（cái）結合緊密，而氧化物（wù）易於脫離母材（cái），造成應力集中（zhōng）。由此可（kě）知，從（cóng）夾雜物的類型來說，硫化物的（de）影（yǐng）響較小，而氧化物、氮化物和矽酸鹽等則是危害較大（dà）的。
   不同加載條件下，夾（jiá）雜物對材料（liào）疲（pí）勞性能的影響也不同，在高載（zǎi）條件下，無論（lùn）有沒有夾雜（zá）物的存在，外加載（zǎi）荷均足以使材（cái）料產生（shēng）塑性流變，夾雜物的影響較小，而在材（cái）料的疲勞極限應力範圍，夾雜物的存在造成局部應變集中成為（wéi）塑性變（biàn）形的控製因素，從（cóng）而強（qiáng）烈地影響材料的疲勞強度。也就是說，夾雜物的存在主要（yào）是影（yǐng）響材料的疲勞極限，對高（gāo）應力條件下的疲勞強（qiáng）度影響不明顯。
材料的（de）純淨度是由熔煉工藝過程決定的，因此，采用淨化冶煉方法（fǎ）（如真空熔煉、真空除氣和電渣重熔等）均可有（yǒu）效降低鋼（gāng）中的雜質含量，改善材料的疲勞性能。
7.表麵性能變化及殘餘應力的影響（xiǎng）
表（biǎo）麵狀（zhuàng）態的影響除前已提及的表麵光潔度外，還包括表層機械性能的（de）變化及殘餘應（yīng）力對（duì）疲勞強度的影（yǐng）響。表層機械性能（néng）的變化可以是表層化（huà）學（xué）成分和組織不同所引起，也可以是表層因形變強（qiáng）化而引起。
滲碳、氮化和碳氮共滲等表麵熱處理除了可以增加零件的耐（nài）磨性之外，還是（shì）提高零（líng）件疲勞強度，特別是提（tí）高耐腐蝕疲勞和咬蝕的一種有效手段。
表麵化學熱處理對疲（pí）勞（láo）強度的影響主要取決於加載方式、滲層中的碳氮（dàn）濃度、表麵硬度及梯度、表麵硬度與心部硬度之比、層深以及表麵處理所形成的（de）殘餘（yú）壓應（yīng）力的大（dà）小和分布等因素。大（dà）量（liàng）試驗表明，隻要是先加工缺口後（hòu）經化學熱處理，則一般說來缺口越尖（jiān）銳，疲勞強度的提高也越多。
不同的加載方（fāng）式下，表麵（miàn）處理（lǐ）對疲勞性能的影（yǐng）響也不同。軸向加載時，由於不存在應力沿層深分布不均（jun1）的現象，表層（céng）和層下的應力（lì）相同。在這種情況下，表麵處理隻能改善表麵層（céng）的疲勞性能，由於心部材料未得到強化（huà），因而疲（pí）勞（láo）強度的提高有（yǒu）限。在彎曲和扭轉條件下，應力的分布集中於表層，表麵（miàn）處理形成的殘（cán）餘應力和這種外加（jiā）應力疊加，使表麵實際承受的應力降低，同時，由於表層材料（liào）的強化，因而能有效地（dì）提高彎曲和扭轉條件下的疲勞強度。
    和滲碳、氮化以及碳氮共滲等化學熱處理相反，如果零件在熱處理（lǐ）過程中脫碳，使表層的強度降低，則會使香蕉视频污在线观看無（wú）縫鋼管材料的疲勞強度大幅度降低。同樣，表（biǎo）麵鍍層（如鍍Cr、Ni等）由於鍍層（céng）中的裂紋造成的缺（quē）口效應、鍍層在基體無縫鋼管（guǎn）中引（yǐn）起的殘餘拉應（yīng）力以及電鍍過程中氫氣的浸入導到氫脆等原因（yīn），使（shǐ）疲勞強度降低。
    采用感應淬火、表麵火焰淬火以及（jí）低淬透性鋼的薄殼淬火，均可（kě）獲得一定（dìng）深度的表麵（miàn）硬（yìng）度化層，並在表層形成有利的殘餘壓應力，因而也是提（tí）高零件疲勞強度的有效方法。
   表（biǎo）麵滾壓和噴丸等處理，由於能在試樣表麵形成一定深度的形變硬化層，同時使表麵產生殘餘壓應力，因而也是（shì）提高疲勞（láo）強度的有效（xiào）途（tú）徑。