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金属材料的疲劳性
发布时间:2015-10-16       关键字:金属材料,疲劳性,抗疲劳             来源:富贸商城

 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酿成大祸。2002525日,由台北中正机场飞往香港的华航波音747-200型客机坠毁在澎湖外海,机上225名旅客及机组人员全部罹难。科学家经过考察和分析后判定,飞机失事主要是制作飞机的金属材料产生疲劳断裂而致。

 

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。
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