模具寿命与失效4

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,模具寿命与失效,授课人：曾珊琪,2024/9/21,1,第四章 模具材料抗失效性能指标和测试方法,模具失效的实质就是在特定负荷作用下，具有特定形状的模具材料的失效。,材料可以用各种不同的,性能指标,来反映材料对不同形式,失效的抗力,。,2024/9/21,2,第一节 材料抵抗过量变形失效的性能指标,模具的弹性变形,不可避免,，但其弹性变形量,不能超过,一定的,允许值,。,模具的塑性变形是,不允许,的，或者只,允许,有局部的,微小,塑性变形。,2024/9/21,3,当模具的弹性变形量超过允许值或发生比较明显的塑性变形时，都会导致模具发生,过量变形失效,。,允许变形量的大小的依据是什么?,材料抵抗过量变形失效的性能指标,2024/9/21,4,材料抵抗过量弹性变形失效的性能指标采用,弹性变形抗力指标,材料抵抗塑性变形失效的性能指标采用,塑性变形抗力,指标。,材料抵抗过量变形失效的性能指标,2024/9/21,5,一、弹性变形的抗力指标,材料抵抗弹性变形的性能指标主要是弹性模量,E,和切变模量,G,，,弹性模量,E,：,使材料产生单位,正应变,所需,正应力,的大小。（,/）,切变模量,G,：,使材料产生单位,切应变,所需,切应力,的大小。（,/）,2024/9/21,6,材料的,E,或,G,越大,，在相同载荷下产生的,弹性变形越小,，越不易发生过量弹性变形失效。,弹性变形的抗力指标,2024/9/21,7,弹性模量和切变模量的影响因素,环境,温度,和材料截面,形状,、,尺寸,。,减小模具的弹性变形，只能通过合理,设计,模具提高其,结构刚度,来解决。,材料的合金化、热处理、冷变形等强化手段的,影响很小,。,2024/9/21,8,二、塑性变形的抗力指标,模具发生塑性变形的根本原因，是由于在外力作用下，模具整体或局部产生的应力值大于模具材料屈服点的应力值（图中的,S,）。,2024/9/21,9,塑性变形失效的原因,模具,材料本身,的屈服强度不高，或,热处理,不当而未能发挥材料的强度潜力是塑性变形失效的主要原因；,操作,不当或者,意外,因素引起的超载也会造成塑变失效。,塑性变形的抗力指标,2024/9/21,10,根据模具不同的,使用要求,，采用不同的模具,材料,时，衡量及测定其抵抗材料塑性变形失效的性能指标也有所区别。,塑性变形的抗力指标,2024/9/21,11,1、冷作模具钢的塑性变形抗力指标,抗压屈服强度,或,抗弯屈服强度,。,冷作模具钢的碳含量较高，且在淬火和低温回火状态使用，塑性较低、脆性较大。,适宜,用压缩试验测定其压缩屈服点,。,压缩试验的性能数据与冲头工作时所表现出来的塑变抗力基本吻合。,2024/9/21,12,脆性较大,的材料常用,弯曲试验,测定其抗弯屈服点。,弯曲试验时，试样的塑变量（残余挠度）较大，测试的灵敏度较高，因此可以较准确地比较出相近材料或同一材料在不同的热处理工艺条件下,较小,的性能,差别,。,冷作模具钢的塑性变形抗力指标,2024/9/21,13,2、热作模具塑性变形的抗力指标,1,）室温下的屈服强度,2,）回火抗力，,3,）高温下的屈服强度,。,4,）,塑变抗力,也可以用,硬度,指标来衡量。,Why?,2024/9/21,14,硬度与抗压屈服强度的关系,模具材料的,硬度,在一定范围内,与,该材料的,抗压屈服强度,成,正比,。,注意：屈服强度比硬度对材料的组织状态敏感，相同硬度的不同材料，由于成分和组织不同，它们的抗压屈服强度并不相当。,2024/9/21,15,例如：模具用钢,Cr6WV、Crl2MoV、W18Cr4V,淬火+低温回火后的硬度同为63,HRC,时，,三者的抗压屈服强度依次递增。,2024/9/21,16,第二节 材料抵抗断裂失效的性能指标,模具的断裂失效是因为模具中的,应力超过,了材料相应的,断裂抗力,。,模具承受载荷或应力的性质不同，模具断裂的形式不同，则材料的断裂抗力指标也不同。,材料的断裂形式可分为：,2024/9/21,17,快速断裂（一次断裂）,：当模具中的,应力单调增加,并超过一定的临界值时，材料迅速发生的断裂。,疲劳断裂,：当模具承受高于一定临界值的,交变应力,作用时，尽管其最大应力低于材料的屈服点，经过相当多周次的服役后，材料所发生的断裂。,材料抵抗断裂失效的性能指标,2024/9/21,18,一、快速断裂失效的抗力指标,（一）快速断裂的类型和方式,根据模具工作条件和所选用的材料不同，快速断裂的类型有,韧性断裂,和,脆性断裂,。,2024/9/21,19,根据断裂裂纹扩展的途径，断裂形式分为,穿晶断裂,和,沿晶断裂,。,快速断裂的类型和方式,2024/9/21,20,根据断口的宏观表面对应力的取向，断裂形式分为,正断,和,切断,。,快速断裂失效的抗力指标,2024/9/21,21,工程上衡量材料抵抗变形和断裂的强度指标,1）,正断抗力,S,k,材料抵抗正断的性能指标；,2）,切断抗力,k,材料抵抗切断的性能指标。,3,）,剪切屈服强度,s,材料对塑性变形的抗力指标。,2024/9/21,22,断裂方式分析,在外载荷作用下，根据最大,切应力,理论和最大,拉应变,理论可以求出模具,危险点,处的最大切应力值为,max,和最大正应力值为,max,。,当最大应力值随着外载荷的增加而成比例地增加时，材料的断裂可有以下三种情况：,2024/9/21,23,材料断裂的三种情况,1）,脆性正断,当载荷增大，,max,S,k,，,max,s,，,max,k,，,max,s,，,max,S,k,max,k,时，材料先发生,塑性变形,，然后发生,正断,，这种正断也是韧性断裂。,2024/9/21,26,(,二,),影响脆性断裂的基本因素,脆性断裂事先,没有,明显的,征兆,在名义,应力较低,的情况下,突然发生,(故又称低应力脆断),危害性最大。,2024/9/21,27,影响脆性断裂的基本因素,1.,材料的性质和健全度内因；,2.,模具的工作条件外因：,应力状态；,工作温度；,加载速度；,环境介质等。,2024/9/21,28,1.,材料的性质和健全度,（1）材料的性质,当材料的正断抗力,S,k,低，而剪切屈服强度,s,高时，脆性断裂倾向大。反之，则不易发生脆性断裂。,金属材料基体相原子间的键合强度越高，正断抗力越高。,2024/9/21,29,材料的,冶金缺陷,、冷热,加工缺陷,等使材料的宏观和微观健全度降低，导致正断抗力下降；,材料的,体积尺寸,越大，所包含的缺陷就越多，各种缺陷相遇的几率也越大，正断抗力越低。,（2）材料的健全度,2024/9/21,30,2,.,应力状态,只有,切应力,才可能使金属材料产生,塑性变形,，而,拉应力,增大时则易使材料,脆性断裂,。,根据最大切应力和最大正应力的,相对大小,可判断材料发生韧性断裂或脆性断裂的,倾向性,。,2024/9/21,31,材料韧性断裂或脆性断裂倾向性的判定,设：,max,max,应力状态的软性系数,值越,大,，表示应力状态越,软,，材料发生,韧性断裂,的,倾向,越,大,；,值越,小,，应力状态就越,硬,，材料,倾向,于,脆性,断裂。,2024/9/21,32,不同应力状态发生韧性或脆性断裂的倾向,a）,当材料承受,三向不等拉伸,时发生,脆性断,裂,的,倾向,最,大,；,b）,单向拉伸,(,=0.5),次之,；,c）,扭转,(,0.8),脆性断裂倾向,较小,；,e）,单向压缩,(,=2),材料易于发生,塑性变形,。,2024/9/21,33,模具应力集中部位发生断裂形式的倾向,（,a）,模具结构形状的突变部位、,（,b）,表面缺口,（,c）,材料的各种缺陷,这些部位会产生,应力集中,并,造成,三向不等拉伸等,硬性应力状态,，因而增大脆性破坏的倾向。,2024/9/21,34,模具应力集中部位发生断裂形式的倾向,（,d）,截面尺寸大的模具,易产生,平面应变,状态或,三向拉应力,状态，因而也倾向于脆性断裂。,2024/9/21,35,3,.,工作温度,工作温度降低时，金属材料的屈服强度,s,升高；,工作温度对正断抗力,S,k,影响不大。,2024/9/21,36,当温度降低至一定程度（,TT,c,）,s,的值可能超过,S,k,。,T,c,称为韧脆转变温度，,T,c,的高低可反映材料脆断倾向的大小。,工作温度,2024/9/21,37,T,c,的影响因素,材料的成分、纯洁度、晶格类形、晶粒大小、组织状态等。,T,c,的测定：,采用不同温度下的系列冲击试验比较方便。,在,T,c,以下的温度，其冲击韧性,a,k,会显著降低。,2024/9/21,38,4,.,加载速度,随着加载,速度,的,增加,，材料的屈服强度,s,不断,升高,，而正断抗力,S,k,变化不大；,当加载速度增加到临界值,V,c,以上时，材料处于脆性状态。,加载速度对材料脆断倾向的影响和工作温度的影响类似,。,加载速度,2024/9/21,39,（三）无裂纹材料的断裂抗力,一般,中、小截面尺寸,的,中、低强度材料,，可以认为是均匀连续的，没有宏观裂纹存在。只要合理选择材料的,常规力学性能指标,并满足模具的工作要求即可。,2024/9/21,40,模具在静载荷或冲击载荷作用下断裂失效的主要原因是材料,强度,不足，同时与材料的,塑性,和,韧性,有关。,为了防止,脆性断裂,，必须根据模具的服役条件，特别是危险截面处的应力状态，提出关于材料的,强度和塑、韧性合理配合,的要求，进行合理选材。,无裂纹材料的断裂抗力,2024/9/21,41,材料的强度和塑、韧性的关系往往相互矛盾，例如淬火、回火后的模具钢随着回火温度变化，强度和塑韧性变化趋势相反。,为提高塑韧性，就得降低一定的强度值。,因而合理的,强、韧配合,主要是根据,模具工作条件,、,结构,特点等因素由经验确定。,无裂纹材料的断裂抗力,2024/9/21,42,脆性断裂抗力的衡量指标,模具的凸模主要承受压缩和弯曲载荷，凸模材料的,抗压强度,和,抗弯强度,可以反映凸模过载时的断裂抗力。,整体式成形凹模还要受切向拉应力作用，因而还要考核材料的,抗拉强度,。,2024/9/21,43,满足,强度,要求的前提下，为防止脆性断裂，材料还应有一定的,塑性,和,韧性,。,在强度相同时，塑性和韧性高的材料，脆性断裂抗力也高。,脆性断裂抗力的衡量指标,2024/9/21,44,塑性低的模具材料，为较精确地比较其塑性的差别，应采用静弯曲试验测定其,抗弯强度,和,挠度,，值越大，材料的脆性断裂抗力越高。,脆性断裂抗力的衡量指标,2024/9/21,45,材料的,冲击韧度,a,k,值，反映材料断裂过程中吸收能量的大小及加载速度和缺口应力集中对材料断裂抗力的影响。,a,k,值也是衡量材料脆性断裂抗力的重要指标,.,对承受较大冲击载荷的模具，用,a,k,值可定性地评价材料抵抗脆性断裂的能力。,脆性断裂抗力的衡量指标,2024/9/21,46,（四）含裂纹材料的断裂抗力,快速断裂往往是材料中,宏观裂纹,的快速扩展造成的。这种裂纹可能是材料的,冶金缺陷,引起的，也可能是在,加工过程,中或,使用过程,中形成的。,当材料内部已有裂纹存在时，是否会发生快速断裂，则取决于,裂纹尖端的应力场强度,和材料的,断裂韧度,。,2024/9/21,47,1.,裂纹扩展的基本方式,根据外加应力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式有三种：,2024/9/21,48,1,）张开型,(,型,),拉应力,沿,y,方向垂直作用于裂纹面，两裂纹面沿,y,方向张开产生位移，裂纹尖端沿,x,方向扩展。,2024/9/21,49,2,）滑开型,(,型,),切应力,沿,x,方向平行作用于裂纹面，两个裂纹面沿,x,正反两个方向位移，裂纹沿,x,方向滑开扩展。,2024/9/21,50,3,）撕开型,(,型,),切应力沿,z,方向平行作用于裂纹面，两个裂纹面沿,z,正反两个方向位移，裂纹沿,x,方向撕开扩展。,2024/9/21,51,实际裂纹的扩展过程并不局限于这三种形式，往往是它们的组合，如,-,、,-,、,-,型的复合形式。,在这些裂纹的不同扩展形式中，以,型裂纹扩展最危险，最容易引起脆性断裂。,所以，在,研究裂纹体,的脆性断裂问题时，总是,以,型裂纹为对象,。,裂纹扩展的基本方式,2024/9/21,52,2.,裂纹尖端的应力场及应力场强度因子,裂纹扩展总是从其尖端开始向前进行的，不同类型的裂纹，其裂纹尖端具有不同类型的,应力场,和,应变场,。,2024/9/21,53,设一承受均匀,拉应力,的无限大板，含有长为,2a,的,型穿透裂纹，大板试样在应力,作用下，垂直于外加应力的裂纹面顶端前缘的应力场，如图所示。,裂纹尖端的应力场及应力场强度因子,2024/9/21,54,当,r,接近于裂纹尖端时,r,a,，根据,线弹性理论,可得裂纹尖端区域,应力场,的近似,表达式,为：,裂纹尖端的应力场及应力场强度因子,2024/9/21,55,式中,裂纹尖端名义应力,K,应力场强度因子，下标“,”,表示张开型裂纹；,r,，,以裂纹顶端为原点的极坐标中的极径和极角。,裂纹尖端的应力场及应力场强度因子,2024/9/21,56,式中看，越接近裂纹尖端,(r,越小,),，应力越大。,当裂纹尖端沿,x,轴线扩展时，,=0,，,f()=1,，则式变为：,裂纹尖端的应力场及应力场强度因子,2024/9/21,57,由式知，裂纹尖端应力和,K,有关。对于裂纹尖端任意一点（,r,，,）的应力大小完全由,K,决定，因此被称为,应力强度因子,。,含裂纹材料的断裂抗力,裂纹尖端的应力场及应力场强度因子,2024/9/21,58,裂纹尖端应力和位移的分布量由,K,和坐标（,r,，,）决定，,在,K,确定后,，不管,和,a,如何变化，裂纹尖端的,应力场,和位移场,完全相同,。,裂纹尖端的应力场及应力场强度因子,2024/9/21,59,a,裂纹的半长（,m,）用无损探伤法测得；,Y,反映裂纹形状、加载方式、模具尺寸的系数，称为几何因子。可查有关手册确定。,对于承受不同应力以及不同几何形状的裂纹体，其裂纹尖端,K,的关系式可表示为：,2024/9/21,60,3.,材料的断裂韧度,当裂纹长度或外加应力增大到某一临界值，相应的应力强度因子,K,增加到临界值,K,c,时，材料达到裂纹失稳扩展的临界状态，,当应力继续增加至,c,时，则,K,K,c,，裂纹就会失稳扩展，导致快速断裂。,因此，,K,c,被称为材料的,平面应变断裂韧度,，简称,断裂韧度,。,2024/9/21,61,断裂韧度,K,IC,是材料抵抗裂纹失稳扩展的抗力指标。,断裂韧度,K,IC,的值，可用该材料制成的,带裂纹的试样,在相应的试验机上测得。,K,IC,表示材料所能承受的裂纹尖端的,最大应力强度因子值,，也称为,临界应力强度因子,。,含裂纹材料的断裂抗力,2024/9/21,62,断裂韧度,K,C,的关系式可表示为：,根据式,K,IC,Y,c,K,C,临界应力强度因子,(MN,m,3/2,或,MPam,1/2,),c,名义断裂应力,(MN,m,2,或,MPa),含裂纹材料的断裂抗力,2024/9/21,63,K,C,值是材料的常数。,通过,K,C,可求出存在一定长度裂纹时的,许用应力,，或根据作用应力求出,允许的裂纹长度,。,因此,K,C,值可直接用于强度计算。,含裂纹材料的断裂抗力,2024/9/21,64,断裂韧度的应用条件,材料的屈服强度很低而断裂韧度很高时，即使材料中存在裂纹，由于,c,s,，则在外载荷的作用下，材料先发生塑性变形，使进一步的破坏为韧性断裂，如中、小截面的中、低强度材料就属于这种情况。,这时断裂韧度就不适合作材料断裂抗力的主要指标。,含裂纹材料的断裂抗力,2024/9/21,65,模具的截面尺寸很大或模具材料强度很高时，发生裂纹失稳扩展快速断裂的倾向性较大。,截面尺寸大，可能包含的裂纹缺陷就多，而且易造成硬性的平面应变状态，材料的塑性不能发挥作用，,含裂纹材料的断裂抗力,2024/9/21,66,裂纹前沿的应力场强度大，材料的强度高，其塑性和断裂韧度往往较低，较小的裂纹尺寸即可导致快速断裂。,因此，在这两种情况下，为防止或减少低应力脆性断裂，应该对材料的断裂韧度值提出一定的要求,。,含裂纹材料的断裂抗力,2024/9/21,67,（,五）材料对应力腐蚀延迟断裂的抗力,当模具在工作中经常和某些腐蚀介质接触时，在,拉应力,和,腐蚀介质,的共同作用下，经过,一段时间,后可能会发生断裂，所以称为,应力腐蚀延迟断裂,。,快速断裂失效的抗力指标,2024/9/21,68,断裂拉应力的来源,造成这种断裂拉应力的原因：,1,）,外加载荷；,2,）热加工、冷加工、热处理、磨削及装配等制造过程中产生的,残余内应力,。,一定的,金属材料仅在某些,特定的,腐蚀介质中才发生应力腐蚀断裂。,材料对应力腐蚀延迟断裂的抗力,2024/9/21,69,引起金属材料应力腐蚀延迟断裂的腐蚀介质,高强度钢：腐蚀介质为氯化物溶液或水；,奥氏体不锈钢：腐蚀介质为氧化物溶液、,H,2,S,溶液、,NaOH,溶液等；,马氏体不锈钢：腐蚀介质为氯化物、工业大气、酸性硫化物等；,黄铜：腐蚀介质为氨溶液等。,材料对应力腐蚀延迟断裂的抗力,2024/9/21,70,应力腐蚀产生原因,材料在特定的腐蚀介质中会在表面产生一层,保护膜,，当有不大的,拉应力,作用时，就会使局部微小区域的,保护膜破坏,而露出新鲜的金属表面，从而发生,电化学腐蚀,并产生,腐蚀沟槽,。,材料对应力腐蚀延迟断裂的抗力,2024/9/21,71,应力腐蚀延迟断裂产生过程,在,腐蚀介质,和,拉应力,的继续作用下，,腐蚀沟槽,将因应力集中而继续,扩展,，形成,应力腐蚀裂缝,。,当,裂缝发展,到一定尺寸时，便会发生失稳,扩展,而,断裂,。在断口的应力腐蚀,开裂区,表面附着有,腐蚀产物,。,材料对应力腐蚀延迟断裂的抗力,2024/9/21,72,应力腐蚀断裂的微观断口形貌,其微观断口形貌，在穿晶开裂时多呈解理河流花样，在沿晶界开裂时可呈,“,冰糖块,”,状，且在晶界面上常有细小的腐蚀坑。,材料对应力腐蚀延迟断裂的抗力,2024/9/21,73,应力腐蚀延迟断裂的抗力指标,材料发生应力腐蚀延迟断裂的时间，与裂纹前沿应力强度因子,K,I,有关。,随着,K,I,的降低，发生断裂的时间推迟。当,K,I,降低到某一定值,K,ISCC,后，材料不再由于应力腐蚀而断裂，则,K,ISCC,被称为,应力腐蚀临界应力强度因子,。,材料对应力腐蚀延迟断裂的抗力,2024/9/21,74,对于一定的材料，在一定的介质中，,K,ISCC,值,不变，因而可以,作为材料的性能指标,，是该材料在特定的腐蚀介质中是否会发生应力腐蚀断裂的判据。,材料对应力腐蚀延迟断裂的抗力,2024/9/21,75,二,、,疲劳断裂失效的抗力指标,（一）疲劳的基本概念,模具的服役特点是周期性的重复工作，载荷是随时间而变化的,变动载荷,，模具中的应力是,循环应力,。,材料抵抗断裂失效的性能指标,2024/9/21,76,（一）疲劳的基本概念,循环应力是多种多样的，表现在它的波形、对称性、随时间的变化规律各有不同。,正弦波是最基本的应力波形，如图所示。一些复杂的应力波形可视为多种正弦波应力的叠加。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,77,一,个正弦循环应力可以用最大循环应力,max,、最小循环应力,min,和循环周期,T(,或加载频率,f=1,T),来描述。,疲劳的基本概念,2024/9/21,78,循环应力的特性则是由平均应力,m,、应力半幅,a,和应力比,R,决定的。,m,=,（,max,+,min,）,/2,a,=,（,max,-,min,）,/2,R=,min,/,max,疲劳的基本概念,2024/9/21,79,平均应力,m,是不随时间变化的常量，可视为循环应力的,静载分量,；,应力半幅,a,则是循环应力的,交变分量,。,任何循环应力总是由这两个分量组成的。,应力比,R,称为应力,不对称系数,或交变应力循环特性。,疲劳的基本概念,2024/9/21,80,当,R=,-,1,时，,max,=,-,min,，其应力循环是,对称,的；,当,R,-,1,时，则为,不对称,循环；,若,R=0,，则,min,= 0,，称之为,脉动,循环。,疲劳的基本概念,2024/9/21,81,模具在循环应力的作用下经过一定,周次,所发生的,断裂失效,称为,疲劳,。,造成疲劳的根本原因是循环应力中的,交变分量,。当然，静载应力分量对疲劳断裂会产生很大影响。,疲劳的基本概念,2024/9/21,82,（二）,模具的疲劳断裂的特点,1.,失效抗力低,。,引起疲劳失效的循环应力的最大值低于材料的屈服强度。,2.,脆性断裂,。,疲劳断裂不论是对韧性材料还是脆性材料，均表现为突然脆性断裂，断口处无明显的宏观塑性变形。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,83,3.,对材料表面及内部的缺陷高度敏感,。,模具表面的,应力集中部位,，加工和使用过程中所造成的,表面损伤,，材料本身的,冶金缺陷,等，都易成为疲劳断裂的,裂纹源,。,尤其表面存在较大,拉应力,时，疲劳裂纹多萌生于表面应力集中处。,模具的疲劳断裂的特点,2024/9/21,84,4.,塑性变形的高度局部性和不均匀性,材料的疲劳断裂也要经过“弹、塑、断”三阶段，但由于名义应力水平低，只有局部薄弱部位的应力较高，超过材料的屈服强度，从而发生微小局部区域的塑性变形，造成损伤，产生裂纹，最后裂纹扩展导致断裂。,模具的疲劳断裂的特点,2024/9/21,85,5.,试验数据分散,影响疲劳断裂的因素很多，试验测得的材料的疲劳抗力数据很分散，所以其抵抗疲劳的性能指标具有,统计性质,。,模具的疲劳断裂的特点,2024/9/21,86,模具的疲劳断裂的特点,6.,疲劳断口有明显特征,2024/9/21,87,（三）疲劳断裂失效的抗力指标,模具的疲劳断裂是在,交变载荷,的作用下发生的，实际中常采用,疲劳极限,作为疲劳断裂失效的抗力指标。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,88,采用旋转弯曲疲劳试验来测定在,正弦波对称循环应力,下,光滑试样,的断裂周次，并绘制出反映,-N,关系的疲劳曲线。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,89,b,1300MPa,的中低强度钢和铸铁,-N,曲线出现水平线部分,当,max,低于一定值时，试样可以无限次运转而不发生断裂。,这个一定的,应力值,，就称为材料在对称循环应力作用下的,弯曲疲劳极限,，记作,1,。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,90,有色合金、不锈钢、,b,1300MPa,的高强度钢、在加热或腐蚀条件下工作的所有金属材料,N,曲线不存在水平线部分,N=510,7,10,8,时所对应的最大循环应力值作为材料的,条件疲劳极限,记作,1n,。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,91,-N,曲线中高应力低周次的斜线部分，称为过负荷持久值线。,表示在高于疲劳极限的循环应力作用下，材料所能经受的周次(寿命)。,斜线上的点所对应的应力值，称为,材料有限寿命(持久值)的疲劳强度。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,92,疲劳断裂失效的抗力指标,1）弯曲疲劳极限,1,；,2）,条件疲劳极限,1n,；,3）材料有限寿命,(,持久值,),的疲劳强度。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,93,（四）疲劳极限,1,和静强度的关系,钢的,b,1300MPa(,硬度约小于40,HRC),时，,1,05,b,；,钢的,b,1300MPa,时,，,1,05,b,，,且数值比较散乱；,这时,1,或,1n,与,b,不再保持线性关系,且,b,越高，偏离线性关系的程度越大。,疲劳断裂失效的抗力指标,2024/9/21,94,当钢的,b,1600MPa(,硬度约大于48,HRC),时，,1,0.25(1+1.35),b,这时,1,随,b,的升高,出现下降趋势。高强度钢的塑性就显示出作用，强度相同而塑性较高的钢，其,1,也高。,灰铸铁，,1,0.42,b,；,球墨铸铁，,1,0.48,b,。,2024/9/21,95,