金属试样金属镀层钢零件表面硬度测量多功能显微镜
表面处理
对金属试样的表面进行硬化处理，可以提高金属的疲劳
强度．相反，表面软化则有降低疲劳强度的作用．
冷作硬化表面的冷作硬化(例如喷丸)可产生残余压应
力．残余压应力由于可阻止裂纹张开而起到增加疲劳寿命的
作用．在某些材料中，塑性应变可使疲劳强度提高30％之多，
但在另外一些材料中，其效果却要小得多．这并非一定要限
于长寿命的情况．利用表面滚压方法也可造成类似的、但更
能精确控制的效果．这对缺口零件特别有效：对曲轴轴颈和
棱角的倒角进行冷作滚压，就可明显改善其疲劳性能．发现
冷作滚压的螺纹也有同样的效果
表面硬化 利用火焰或感应淬火方法，利用渗碳或渗氮
方法进行表面硬化处理，均能提高钢的疲劳极限，尤其可提高
弯曲和扭转疲劳极限(造成直接应力的作用可能很小或根本
就没有)．这些方法在有应力集中的零件中特别有价值，
有时按照这种方法可使缺口试样的疲劳强度提高一倍
然而，表面硬化试样的疲劳极限并不能预测．疲劳裂
纹的起始与扩展受硬化层的影响较大．如果裂纹在零件表面
起始，那么当裂纹穿过硬化层时，其扩展速率较低；但裂纹扩
展到心部时，速度就加快。然而，较常见的是裂纹恰好在硬化
层的下方起始．
表面软化 表面软化层是由钢的脱碳或高强度铝合金包
覆处理而产生，这对疲劳性能总是有害的．在热处理或焊接
过程中，如对钢零件不加防护，它的脱碳可能是有害的．虽然
通过机加工可得到一些改进，而靠喷丸得到的改进要差些，但
较好还是一开始就应避免这一问题．
高强度铝合金为了改善其耐腐蚀性都用纯铝或铝一锌合
金包覆，根据规定的工艺而有不同的类型：如果使用条件的唯
一要求就是控制腐蚀问题，那么把常规疲劳强度降低25乃或
更多也是允许的．不过，人们正在试图研制出具有与心部材
料强度相当的耐腐蚀包覆层．
金属镀层 钢零件通常使用镍、铬、镉和锌一类金属做防
护镀层，虽然具体细节随情况不同而会有变化，但一般的概念
似乎是这些处理方法对疲劳抗力都有害，而且随着钢的强度
增加，这一不良影响在加剧．产生这种不利结果是由两个因素
引起的．第一，金属镀层中必然有缺陷的这一特性为裂纹扩
展提供了场所；第二，镀层中通常存在残余拉应力，致使裂纹
一旦形成，就会加速扩展．能改变残余应力的任何一种方法，
只要能使它变为压应力，即可提高疲劳性能．
应当强调指出，镀锌或镀镉在有腐蚀疲劳的时候总是有
利的．
