铸造材料切口截面微观裂纹金相分析图像显微镜

铸造材料切口截面微观裂纹金相分析图像显微镜

  首先研究在切口根部产生裂纹所需的名义交变应力，即曲线
1和2。应该假设，当切口根部半径远大于裂纹尖端半径时，和同
材料普通试样承受超过其普通疲劳极限的循环应力时在表面上形
成微观裂纹一样，在切口根部高应力区也将形成表面微观裂纹。

但是，切口根部高应力材料的体积必定不仅能形成表面微观裂
纹，而且在远离切口根部的名义应力范围的作用下还能扩展到所
需的深度使微观裂纹生长成宏观裂纹。因此，在普通试样中，假
定有一条微观裂纹正在处处高于普通疲劳极限的名义均匀应力场
中扩展，而在切口试样中，则这条微观裂纹必定沿迅速减小的应
力场扩展。由此可见，为了使微观裂纹刚好能扩展，必须使切口
根部表面上的应力稍大于表面微观裂纹刚好能扩展的普通试样表
面上的应力。

  由于截面上的名义应力较低，微观裂纹在能生长成宏观裂纹
之前所需扩展到的长度将比普通试样中长些，但是另一方而，自
由表面上的裂纹有效长度则随切口深度而增大。这表明在除了浅
尖切口外的所有切口中，一旦形成了微观裂纹，名义应力一般足
以使微观裂纹生长成宏观裂纹;

  因此，切口对铸造材料或某种含有已知缺陷材料的疲劳极限
的影响一般取决于切口相对于缺陷的尺寸。如果切口较大，以致
含有许多缺陷的材料体积所承受的应力大于名义应力，则切口疲
劳极限将有所降低。但是，如果切口尺寸与缺陷尺寸差不多大、
则再增加一个应力集中源将没有多少影响。可以认为，如果铸造
材料的普通疲劳极限远低于具有同样成分和抗粒强度的锻造材料
的普通疲劳极限，则前者的普通疲劳极限将取决于引起裂纹从固
有缺陷处生长所需的循环应力。

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