相同材料的不同試樣中顯微結構計量光學顯微鏡廠商
因為表面微觀裂紋的萌生和擴展是由于局部表面區具有循環
塑性應變所致,所以采用任何冶金硬化方法來提高維持該循環塑
性應變所需的應力,就可以提高金屬或合金的疲勞強度,而采用
任何方法來降低循環應力級,就可以降低金屬或合金的疲勞強
度。由于沿著晶面往復滑移而造成的微觀裂紋的萌生和擴展都將
受到顯微結構中局部差異的影響(顯微結構愈復雜,影響愈明顯),
所以在名義相同材料的不同試樣中,在一定的名義應力級
下使微觀裂紋達到宏觀裂紋所需的時間可能是不同的。但是,在
已經達到了宏觀裂紋期后,顯微結構中的局部變化一般對生長速
率沒有多少影響,而當名義相同試樣承受
相同的名義應力級時,其壽命的分散是與顯微結構對微觀裂紋萌
生和擴展速率的影響有關。
微觀裂紋的萌生和擴展是由循環塑性應變所引起的,這表明
它們的產生與否取決于載荷循環中較大分循環剪應力的大小。因
此,增加平均應力對產生微觀裂紋所需的循環剪應力沒有明顯的
影響,而微觀裂紋可能在承受完全壓縮載荷循環時形成。但
是,平均壓應力卻有助于阻止微觀裂紋張開,因此能阻滯它擴展
到宏觀裂紋。當然,如果載荷循環使裂紋面永不張開,則裂紋只
能擴展為微觀裂紋(如果循環應力級相當高);它們不會生長成
宏觀裂紋。因此,施加相當大和相當深的表面壓應力能提高整個
試樣的疲勞強度。另一方面,平均拉應力則能使微觀裂紋張開,
因此能促使它擴展到宏觀裂紋。