力學性能試驗包括哪些 關于金屬疲勞試驗

低周疲勞
低周疲勞：金屬在循環載荷作用下，疲勞壽命為102～105次的疲勞斷裂。
循環硬化和循環軟化現象與位錯循環運動有關。
在一些退火軟金屬中，在恒應變幅的循環載荷下，由于位錯往復運動和交互作用，產生了阻礙位錯繼續運動的阻力，從而產生循環硬化。
在冷加工后的金屬中，充滿位錯纏結和障礙，這些障礙在循環加載中被破壞；或在一些沉淀強化不穩定的合金中。由于沉淀結構在循環加載中校破壞均可導致循環軟化。
熱疲勞：機件在由溫度循環變化時產生的循環熱應力及熱應變作用下發生的疲勞。
熱機械疲勞：溫度循環和機械應力循環疊加所引起的疲勞。
產生熱應力的兩個條件：①溫度變化②機械約束
沖擊疲勞：沖擊次數N>105次時，破壞后具有典型的疲勞斷口，即為沖擊疲勞。

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疲勞曲線及基本疲勞力學性能
1、疲勞曲線：疲勞應力與疲勞壽命的關系曲線，即S－N曲線。
用途：它是確定疲勞極限、建立疲勞應力判據的基礎。
有水平段（碳鋼、合金結構鋼、球鐵等）：經過無限次應力循環也不發生疲勞斷裂，將對應的應力稱為疲勞極限，記為σ-1（對稱循環）
無水平段（鋁合金、不銹鋼、高強度鋼等）：只是隨應力降低，循環周次不斷增大。此時，根據材料的使用要求規定某一循環周次下不發生斷裂的應力作為條件疲勞極限。

2、疲勞曲線的測定——升降法測定疲勞極限
疲勞過程及機理
疲勞過程：裂紋萌生、亞穩擴展、失穩擴展三個過程。
疲勞壽命Nf＝萌生期N0＋亞穩擴展期Np
金屬材料的疲勞過程也是裂紋萌生相擴展的過程。
裂紋萌生往往在材料薄弱區或高應力區，通過不均勻滑移、微裂紋形成及長大而完成。
疲勞微裂紋常由不均勻滑移和顯微開裂引起。主要方式有：表面滑移帶開裂；第二相、夾雜物與基體界面或夾雜物本身開裂；晶界或亞晶界處開裂。

金屬疲勞特點
疲勞的特點：該破壞是一種潛藏的突發性破壞，在靜載下顯示韌性或脆性破壞的材料在疲勞破壞前均不會發生明顯的塑性變形，呈脆性斷裂。
疲勞對缺口、裂紋及組織等缺陷十分敏感，即對缺陷具有高度的選擇性。因為缺口或裂紋會引起應力集中，加大對材料的損傷作用；組織缺陷(夾雜、疏松、白點、脫碳等)，將降低材料的局部強度，二者綜合更加速疲勞破壞的起始與發展。

金屬疲勞類型
1、疲勞按應力狀態分：彎曲疲勞、扭轉疲勞、拉壓疲勞、接觸疲勞及復合疲勞；
2、疲勞按環境和接觸情況分：大氣疲勞、腐蝕疲勞、高溫疲勞、熱疲勞及接觸疲勞等。
3、疲勞按應力高低和斷裂壽命分：高周疲勞和低周疲勞。

疲勞指金屬機件在變動應力和應變長期作用下，由于積累損傷而引起的斷裂現象。金屬疲勞試驗是指通過金屬材料實驗測定金屬材料的σ-1，繪制材料的S-N曲線，進而觀察疲勞破壞現象和斷口特征，進而學會對稱循環下測定金屬材料疲勞極限的方法。實驗設備一般有疲勞試驗機和游標卡尺。
疲勞的破壞過程是材料內部薄弱區域的組織在變動應力作用下，逐漸發生變化和損傷累積、開裂，當裂紋擴展達到一定程度后發生突然斷裂的過程，是一個從局部區域開始的損傷累積，最終引起整體破壞的過程。