弹簧裂纹扩展两阶段转换的影响因素

　　除了材料上的差异外，弹簧裂纹扩展的两个阶段的分布也会有差异，还有一些其他因素明显影响这两个阶段的转换和分布：现在介绍一些主要因素。

　　1、疲劳应变幅值对大多数金属材料的影响，随着应变幅值的增大，不利于第一阶段的扩展，也有利于第一阶段的扩展。低周高应变疲劳形成的第一阶段截面的光滑性比高周低应变疲劳形成的第一阶段截面的光滑性差。它由许多（111）个面组成，这些面彼此平行，但高度不同。每个侧面的边长约为0.1-0.4mm，因此整个截面比周边疲劳截面粗糙得多。在断裂的电子显微照片上，看不到台阶和河流，但均匀分布着大小大致相同的微坑，如图6-67所示。

　　2、温度对弹簧裂纹扩展模式有明显的影响。数据表明，Udimet、Mar-M200等多晶高温合金在760℃时，其疲劳断裂为穿晶断裂。有一个明确的第一阶段扩展。

　　温度会影响滑移模式。一般材料有两种滑移模式：平面滑移和波浪滑移。平面滑移是一组相互平行的滑移面。波浪状滑动沿两个不平行的滑动面交替滑动。平面滑移有利于第一阶段的膨胀，错列滑移有利于第二阶段的膨胀，高温合金由760℃增加到925℃，滑移的平行性消失，第二阶段以波状滑移为主。展开。因此，随着温度的升高，单晶合金将由一级膨胀转变为一级膨胀。

　　对于多晶合金，高温蠕变的影响随着温度的升高而增大，促进了晶界的滑动和孔洞的形成，导致疲劳弹簧裂纹沿晶界扩展。截面上会出现许多微坑，且第一阶段弹簧裂纹扩展和疲劳辉光特征不明显。表61列出了三种温度下（Udime700低周疲劳）疲劳弹簧的疲劳形核位置和扩展路径。

　　3、交变频率的影响高温材料中疲劳弹簧裂纹扩展的发生和转变与交变应力频率有很大关系。较低的晶须速率有利于第二阶段的出现，而较高的频率有利于维持第一阶段的膨胀方法。例如，在Udimct700的60°C高周疲劳试验中，当应力频率转换率为2周/分钟时，疲劳弹簧裂纹将在第二阶段扩展，当频率为60000周/分钟时，几乎是第一阶段的扩展方式，而中频，如60周/分钟，将出现第一阶段和第二阶段之间的过渡。

　　频率对疲劳断裂两个阶段的影响是通过应变率的变化来实现的。对于同一种材料，应变速度越大（即频率越高，频率越高），越难实现类波状滑移，这有利于第一阶段的展开方法。应变率随弹簧裂纹长度的增加而增加（在应力不变的情况下），因此随着弹簧裂纹的扩展，可能有从第二阶段扩展模式向第一阶段扩展模式转变的趋势。