1��承压设备损伤之机械损伤及其他损伤�承 压 设 备 损 伤 之机 械 损 伤 及 其 他 损 伤 � 3.机械损伤� 3.1� 机械疲劳� >>在循环机械载荷作用下，材料、零件或构件在一处或几处产生局部永久性累积损伤而产生裂纹的过程。经一定循环次数后，裂纹不断扩展，可能导致突然完全断裂。损伤可分为三个阶段：�� √微观裂纹萌生：在循环机械载荷作用下，材料内部的不连续或不均匀处，以及表面或近表面区易形成高应力，在驻留滑移带、晶界和夹杂部位形成严重应力集中点引发微观裂纹的萌生；�� √宏观裂纹扩展：微观裂纹在应力作用下进一步扩展，发展成为宏观裂纹，宏观裂纹基本与主应力方向相垂直；� √瞬时断裂：宏观裂纹扩大到使构件残存截面不足以承受外载荷时，就会在某一次循环载荷作用下突然断裂。�� >>损伤形态�� √对应3 个阶段，在宏观断口上一般可分别观察到疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬时断裂区3个特征区。疲劳源区通常面积较小，色泽光亮，由两个断裂面对磨造成；疲劳裂纹扩展区通常比较平整，间隙加载、应力较大改变或裂纹扩展受阻等过程，多会在裂纹扩展前沿形成的相继连续的休止线（疲劳弧线）或海滩花样；瞬断区则具有静载断口的形貌，表面呈现出较粗糙的颗粒状；�� √在扫描和透射电子显微镜下可观察到机械疲劳断口的微观特征，典型特征为扩展区中每一应力循环所遗留的疲劳辉纹。�� >>受影响的材料：所有金属材料� >>检测或监测方法：� 宏观检查、渗透检测、磁粉检测、涡流检测等 疲劳辉纹形貌 案例：连杆螺栓断裂 2�� 螺栓断口宏观形貌 扫描电镜下断裂源处车削刀痕形貌及扩展区疲劳辉纹形貌 3.2� 热疲劳（含热棘轮）� >>温度变化导致零件截面上存在温度梯度，厚壁件尤为明显，在温度梯度最大处可能造成塑性应变集中，在热应变最大的区域发生局部开裂，在温度变化引起的周期应力作用下不断扩展。高温区间内材料内部组织结构发生变化，降低了材料抗疲劳能力，并促使材料表面和裂纹尖端氧化，甚至局部熔化，加速热疲劳破坏速率。� >>热棘轮效应是热疲劳的一种特殊形式，在热应力作用下，材料或结构可能会产生逐次递增的非弹性变形，经过一定循环周次后，棘轮变形不断累积，可能导致零件、构件发生永久变形而无法继续使用，或者是引起材料、零件、构件发生延性破坏，表现为一种整体失效。� >>损伤形态�� √热疲劳裂纹始发于受热表面热应变最大区域，一般有若干个疲劳...
