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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。金属材料疲劳断裂的特点是:载荷应力是交变的;载荷的作用时间较长;断裂是瞬时发生的;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,疲劳断裂是工程上常见、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:
金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为韧性。通常采用冲击试验,即用一定尺寸和形状的金属试样在规定类型的冲击试验机上承受冲击载荷而折断时,断口上单位横截面积上所消耗的冲击功表征材料的韧性:αk=/F单位J/cm2或Kg·m/cm2,1Kg·m/cm2=9.8J/cm2αk称作金属材料的冲击韧性,为冲击功,F为断口的原始截面积。疲劳强度限金属材料在长期的反复应力作用或交变应力作用下(应力一般均小于屈服限强度σs),未经显著变形就发生断裂的现象称为疲劳破坏或疲劳断裂,这是由于多种原因使得零件表面的部造成大于σs甚至大于σb的应力(应力集中),使该部发生塑性变形或微裂纹,随着反复交变应力作用次数的增加,使裂纹逐渐扩展加深(裂纹尖端处应力集中)导致该部处承受应力的实际截面积减小,直至部应力大于σb而产生断裂。在实际应用中,一般把试样在重复或交变应力(拉应力、压应力、弯曲或扭转应力等)作用下,在规定的周期数内(一般对钢取106~107次,对有金属取108次)不发生断裂所能承受的大应力作为疲劳强度限,用σ-1表示,单位MPa。
钼系:钼精矿、废钼、钼粉、钼杆、钼丝、钼酸铵、钼酸钠、钼条、钼铁、氧化钼钒系:钒氮合金、钒矿、钒铝合金、钒铁、粉钒、金属钒、偏钒酸铵、片钒钛系:钛精矿、等外钛、废钛、高钛渣、海绵钛、四氯化钛、钛板、钛锭、钛管、钛丝、钛铁铬系:氮化铬铁、铬矿、铬铁、硅铬、金属铬、氧化铬锰系:锰矿、电解锰、富锰渣、国产锰矿、锰铁、硅锰硅系:金属硅、硅钡、硅钙合金、硅石、硅铁合金、碳化硅
钢和有色金属复合的材料用于电工技术及高压热交换器以及其他工业技术方面。如钢-铜双金属用于电工技术及高压热交换器。钢-黄铜复合金属用于很多工业部门;复铝铁和复镍铁用于电子工业等。