第6章 疲劳断裂
第1节 疲劳裂纹的萌生
循环硬化与软化
恒定应变幅下实验 循环硬化
恒定应变幅下实验 循环软化
描述循环硬化、软化的方法
• 裂纹萌生前组织结构变化； • 裂纹萌生；
交变载荷下组织结构的变化 位错密度： 晶粒碎化；
驻留滑移带；
挤入、挤出；
Байду номын сангаас
裂纹萌生
位置：表面
•受力最大；
•应力集中；
•腐蚀环境 •高温条件 •晶间应力
晶界开裂模型
晶界萌生疲劳裂纹的必要条件
• 晶界位相差大 • 滑移角度 • 晶界角度大
晶内滑移系
晶界与表面交线
疲劳裂纹其他萌生方式
4030钢疲劳裂纹
第二相界面开裂
所有裂纹形成方式均与滑移有 关！！！
疲劳裂纹扩展
第1阶段扩展机制
塑性 钝化 模型
•与环境接触； •损伤；
•平面应力状态，易于滑移
PSB结构与性质
基体位错结构
驻留滑移带：循环硬化饱和的材料，滑移过程局部化结果。
PSB比基体软，在循环应力应变曲线中，PSB承担全部应变。
什么是PSB? Cu单晶表面PSB
PSB处萌生裂纹
裂纹萌生其它方式 晶界开裂模型
沿晶界的疲劳裂纹
位移 模型
第1阶段扩展机制
第二相界面开裂
所有裂纹形成方式均与滑移有 关！！！
4030钢疲劳裂纹
沿孪晶界形成疲劳裂纹
挤入挤出模型（Cottrell－Hull）
挤入挤出形成的机制
1.交滑移 2.试样形状变化或不同滑移面上应力不同 3.滑移产生点缺陷 4.滑移不对称
结果：在PSB处不同滑移面上产生不同的净滑 移量
疲劳裂纹沿晶界萌生