金属材料表面层和表面粗糙度机械加工的特点分析显微镜
在一般的情况下，疲劳极限与下面的因素有关：金属材料的纯度(存在杂质)、材料的
非均匀性(存在晶粒的空缺、位错和畸变)、热处理的特点和均匀性、机械加工的特点(冷
铆，表面层状态和表面粗糙度)、周围介质、温度和试样的尺寸。一般说来，在其他条件相
同、的情况下，结构元件或者零件的疲劳强度，是低于光滑标准试样的疲劳强度的。这是由于
存在各种形式的应力集中和尺寸效应的缘故。在结构中出现变号应力和重复应力时，我们必
须避免出现圆角和过渡段半径过小，即使在零件的强度和疲劳计算中预先计入了这些地方的
应力集中系数。特别是对于汽轮机的轴和转子零件更应这样做，疲劳裂纹常常出现在轴截面
变化处和凹槽地方等等。
尺寸因素(有时叫尺寸效应)与固体强度和破坏的物理本质有密切关系。合金材料的机
械性质，特别是在变号载荷或重复载荷作用下，取决于试样和结构的绝对尺寸(甚至在几何
形状和试验条件完全相似情况下。当试样尺寸增加时，光滑试样的疲劳极限
就会降低，这可用截面绝对尺寸影响系数计入。对于有非均匀结构的材料(铸钢、铸铁)来
说，与有均匀结构的材料相较，它的试样尺寸对疲劳极限有更大影响。在试样截面有不均匀
的应力分布时(例如试样弯曲时)，试样尺寸的增加会大大降低疲劳强度。确定有多大部分
金属处于较大应力作用下的试样的横截面形状，对其疲劳极限有较大影响，在平面弯曲情况
下，矩形截面的试样与圆柱试样相较，它的尺寸对疲劳极限会有较大影响。在光滑试样的截
面有均匀的应力分布(交变的拉伸一压缩)时，尺寸效应实际上是不会出现的。在有应力集
中的情况下，对于所有各种应力状态形式，尺寸效应无例外都会出现。钢材强度愈大，尺寸
效应愈显著。
