金屬材料表面層和表面粗糙度機械加工的特點分析顯微鏡
在一般的情況下，疲勞極限與下面的因素有關：金屬材料的純度(存在雜質)、材料的
非均勻性(存在晶粒的空缺、位錯和畸變)、熱處理的特點和均勻性、機械加工的特點(冷
鉚，表面層狀態和表面粗糙度)、周圍介質、溫度和試樣的尺寸。一般說來，在其他條件相
同、的情況下，結構元件或者零件的疲勞強度，是低于光滑標準試樣的疲勞強度的。這是由于
存在各種形式的應力集中和尺寸效應的緣故。在結構中出現變號應力和重復應力時，我們必
須避免出現圓角和過渡段半徑過小，即使在零件的強度和疲勞計算中預先計入了這些地方的
應力集中系數。特別是對于汽輪機的軸和轉子零件更應這樣做，疲勞裂紋常常出現在軸截面
變化處和凹槽地方等等。
尺寸因素(有時叫尺寸效應)與固體強度和破壞的物理本質有密切關系。合金材料的機
械性質，特別是在變號載荷或重復載荷作用下，取決于試樣和結構的絕對尺寸(甚至在幾何
形狀和試驗條件完全相似情況下。當試樣尺寸增加時，光滑試樣的疲勞極限
就會降低，這可用截面絕對尺寸影響系數計入。對于有非均勻結構的材料(鑄鋼、鑄鐵)來
說，與有均勻結構的材料相較，它的試樣尺寸對疲勞極限有更大影響。在試樣截面有不均勻
的應力分布時(例如試樣彎曲時)，試樣尺寸的增加會大大降低疲勞強度。確定有多大部分
金屬處于較大應力作用下的試樣的橫截面形狀，對其疲勞極限有較大影響，在平面彎曲情況
下，矩形截面的試樣與圓柱試樣相較，它的尺寸對疲勞極限會有較大影響。在光滑試樣的截
面有均勻的應力分布(交變的拉伸一壓縮)時，尺寸效應實際上是不會出現的。在有應力集
中的情況下，對于所有各種應力狀態形式，尺寸效應無例外都會出現。鋼材強度愈大，尺寸
效應愈顯著。
