金属表面微观裂纹形成过程观察实验金相显微镜

疲劳裂纹的形成

  疲劳裂纹的形成实质上是微观裂纹形成、长大和连接的过程，而
微观裂纹的形成则是由金属材料不均匀局部滑移和显微开裂所引起
。
  1．不均匀局部滑移
  通过对低碳钢疲劳过程的研究发现，当交变应力等于材料的疲
劳极限时，经过N一104次应力循环后。部分晶粒内出现滑移带。由
于交变应力较小，滑移带较细小，不会形成疲劳裂纹。当交变应力
高于材料的疲劳极限时，随着应力循环次数增多，滑移带将变宽加
深，而在其他地方很少出现新的滑移带，这种现象称为不均匀局部
滑移。不均匀局部滑移往往集中在金属表面，可形成驻留滑移带、
挤出脊、挤入沟等疲劳裂纹核心，这些疲劳裂纹核心在交变应力作
用下，不断扩展并相互连接，最后发展成为宏观的疲劳裂纹。
  (1)驻留滑移带
  静拉伸试验时发现，如果先将试样表面抛光，拉伸到材料的屈
服强度以上时，在试样表面可发现到处布满细密的滑移带。而疲劳
试验时则相反，当交变应力高于材料的疲劳极限时，经过一定次数
(N一6×104次方)的应力循环之后，试样表面发现较粗大的滑移带
。采用电解抛光将这些滑移带抛掉，然后再进行疲劳试验．发现新
的滑移带仍在原来滑移带的位置产生。并随着应力循环次数增多，
滑移带加宽，滑移线加深。这时再进行电解抛光，发现金属表面仍
然有一些未被抛去的滑移带，这些滑移带称为“驻留滑移带”。
  疲劳初期和静拉伸相似，在交变应力作用下，金属滑移面上位
错源产生的位错受到阻碍后，形成位错堆积，结果使位错源停止产
生位错，滑移线不再进一步伸展，由此形成许多细滑移线并产生加
工硬化，

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