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徹體性能的變化
除了上述的表面觀察外,許多研究人員還研究了試樣承受循
環(huán)載荷對所發(fā)生的機械性能和
金相組織的變化。
測量時一般要記
錄應變范圍隨給定應力范圍的變化(往往根據(jù)產(chǎn)生的滯后回線形
狀的變化來測定)、材料的硬化或軟化、溫度的變化、加強了的
擴散特性或X射線衍射圖的變化。即使除了擴散和應變時效效應
外,各種反應都是由于整個試樣的循環(huán)硬化或軟化所致,但為了
便于閱讀,仍按不同的標題將測量結(jié)果大致進行分類。
滯后回線與阻尼測量
在交變軸向應力疲勞試驗過程中產(chǎn)生的滯后回線形狀的變化
可用直接連于試樣上的伸長計來測量。一般而言,軟
金屬一開始
就呈現(xiàn)很寬的滯后回線,隨著試驗的進行,通常在預期壽命的開
頭5%內(nèi),回線迅速變窄。如果應力級低于疲勞極限,則回線的
寬度保持不變。如果應力級超過疲勞極限,回線的寬度逐漸增
大,即將斷裂前,其寬度迅速增大。這種最后的增大與裂紋生長
有關(guān)。對于硬金屬就不存在回線一開始很寬而后變窄的現(xiàn)象;
對軟金屬和合金測得的寬滯后回線起初變窄的現(xiàn)象是
由于循環(huán)加工硬化所致。某些金屬(例如軟鋼),甚至當所承受
的應力級低于疲勞極限時,也不斷地呈現(xiàn)一定寬度的滯后回線。
機械性能、剛度、硬度等的變化
疲勞試驗中,由于應力范圍的不同,會發(fā)生加工硬化,而硬
材料會發(fā)生加工軟化。例如,對鋼、銅、鎳和鋁試樣施加超過其
各自疲勞極限的交變軸向應力,經(jīng)過一定的耐久期后停止進行試
驗,測定其靜壓縮應力一應變曲線和硬度值。已經(jīng)查明,雖
然退火金屬發(fā)生硬化,但是冷拉金屬卻呈現(xiàn)或多或少明顯的軟
化。對于其他金屬,已得出了同樣的結(jié)論。
使硬度變化所需的循環(huán)次數(shù)通常只占總壽命的較小比率,軟
材料的循環(huán)硬化達到穩(wěn)定硬度所需的循環(huán)次數(shù)要比硬材料的循環(huán)
軟化來得少。對于一定的材料,不論它原來是處于退火狀態(tài)還是硬
化狀態(tài),硬度通常能達到同一數(shù)值。
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北京顯微鏡百科
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