齿轮弯曲疲劳测试，失效分析断口

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夹杂物与钢的韧性


超高强度钢和碳钢中MnS夹杂物的含量对强度无明显影响，但可使韧性降低。其中断裂韧性随硫含量增加而降低，具有明显的规律性。


从夹杂物类型比较，硫化物对韧性的影响大于氮化物，在氮化物中ZrN对韧性的危害较小，夹杂物类型不同而含量相近的情况下，变形成长条状的MnS对断裂韧性影响大于不变形的硫化物(Ti-S，Zr-S)。


串状或球状硫化物对ψ和A kV均不利，就对短横试样的危害而言，串状比球状危害更严重。

夹杂物对钢性能的影响


大量试验事实说明夹杂物对钢的强度影响较小，对钢的韧性危害较大，其危害程度又随钢的强度的增高而增加。


夹杂物变形性对钢性能的影响


钢中非金属夹杂物的变形行为与钢基休之间的关系，可用夹杂物与钢基体之间的相对变形量来表示，即夹杂物的变形率v，夹杂物的变形率可在v=0~1这个范围受化，若变形率低，钢经加工变形后.由于钢产生塑性变形，而夹杂物基本不变形，便在夹杂物和钢基体的交界处产生应力集中，导致在钢与夹杂物的交界处产生微裂纹，这些微裂纹便成为零件在使用过程中引起疲劳破坏的隐患。


夹杂物引起应力集中


夹杂物的热膨胀系数越小，形成的拉应力越大，对钢的危害越大。在高温下加工变形时，夹杂物与钢基体热收缩的差别，使裂纹在交界面处产生。它很可能成为留住基体中潜在的疲劳破坏源。危害性大的夹杂物是来源于炉渣和耐火材料的外来氧化物。