零件的表面缺陷对其疲劳强度有重要影响。具体来说:
1. 表面微观不平的凹谷和缺陷:这些容易引起应力集中,进而产生疲劳裂纹,最终造成零件的疲劳破坏。例如,零件表面的粗糙度、划痕、裂纹等缺陷部位,在交变载荷作用下,都容易引起应力集中,产生疲劳裂纹。
2. 表面粗糙度:表面越粗糙,疲劳强度越低。尤其是优质钢材,晶粒越细小,组织越致密,表面粗糙度对疲劳强度的影响越大。当加工表面纹理与受力方向垂直时,疲劳强度下降尤为明显。
3. 冷作硬化:适度的冷作硬化可以阻碍裂纹的产生和扩展,从而提高零件的疲劳强度。硬化层能阻碍已有裂纹的扩大和新疲劳裂纹的产生。
4. 残余应力:残余压应力能部分抵消交变载荷施加的拉应力,阻碍和延缓疲劳裂纹的产生和扩大,进而提高零件的疲劳强度。相反,残余拉应力则容易使零件表面产生裂纹,从而降低疲劳强度。
零件的表面缺陷,如粗糙度、划痕、裂纹等,都会对其疲劳强度产生不利影响。在机械加工和制造过程中,应严格控制零件的表面质量,以减少缺陷,提高疲劳强度。