Metalltretthet refererer til prosessen der materialer og komponenter gradvis produserer lokal permanent kumulativ skade på ett eller flere steder under syklisk stress eller syklisk belastning, og sprekker eller plutselige fullstendige brudd oppstår etter et visst antall sykluser. Når materialer og konstruksjoner utsettes for gjentatte skiftende belastninger, selv om spenningsverdien aldri overstiger materialets styrkegrense, kan det bli skadet selv om det er lavere enn elastisitetsgrensen. Dette fenomenet med material- og strukturskade under gjentatte vekslende belastninger kalles metalltretthetssvikt.
Generelt vil metaller produsere noen fine sprekker på metalloverflaten under kontinuerlig frem- og tilbakegående belastning. Etter at sprekkene på metalloverflaten har akkumulert og utvidet seg til en viss grad, vil det oppstå raskt og sterkt sprøbrudd. Når det oppstår sprøbrudd, tåler metallet ofte ikke en belastning som overstiger metallets strekk-/trykkstyrke. Årsaken er at metallets strekk-/trykkfasthet er verdien som oppnås under statiske forhold, og årsaken er at det under vekslende belastninger er mer sannsynlig at metallet når styrkegrensen og deretter gir utmattingssvikt.
Det er to hovedårsaker til utmattingssvikt av metaller. På den ene siden, etter en rekke prosesser som smelting og støping, er metallstrukturen inne i det ferdige produktet ikke ensartet, noe som vil forårsake defekter og indre spenninger inne i metallet. God varmebehandling kan foredle metallstrukturen og eliminere det meste av stress. Tilsetning av forskjellige sjeldne jordartsmetaller til metallet kan forbedre utmattingsstyrken til metallet, og dermed øke levetiden til metallet. På den annen side er det eksterne faktorer, som kan oppsummeres i tre aspekter. Den ene er å skille etter belastningstype, for eksempel støttretthet dannet av støtbelastning på overflaten, kontaktbelastning, groper og groper dannet på overflaten for å lindre tretthet, mikrobevegelsesslitasjetretthet, for eksempel når overflatene til to deler er i kontakt, gjennomgår kontaktflaten en liten frem- og tilbakegående relativ bevegelse. Bevegelse, og deretter overflaten av delene vil produsere slitasje, oksidasjon, tretthet peeling og andre former for mikro-bevegelse slitasje tretthet, etc., som kan deles inn i høy temperatur, lav temperatur, høy og lav temperatur syklus, korrosjon tretthet, osv. i henhold til omgivelsestemperaturen. Under høye temperaturforhold (over metallets smeltepunkt eller over rekrystalliseringstemperaturen), øker plastisiteten til metallet og hardheten reduseres, noe som gjør det lettere å deformere. Under lave temperaturforhold reduseres plastisiteten til metallet, sprøheten øker, og metallet er mer sannsynlig å ha sprøbrudd og andre problemer. På grunn av egenskapene til termisk ekspansjon og sammentrekning, vil metallet produsere indre spenninger under forholdene med høye og lave temperaturer, noe som vil forårsake utmattelsesskader på metallet. Korrosjonstretthet refererer til dannelsen av oksider på metalloverflaten under påvirkning av vanndamp i luften, noe som vil ødelegge overflatestyrken til metallet og gjøre korrosjonsområdet mer utsatt for skade. I henhold til stresstilstanden kan den deles inn i enkel stresstretthet og flerveis stresstretthet. Under påvirkning av en enkelt spenningssyklus vil delene ha en levetid litt lavere enn grensen for statisk belastningsstyrke, mens under påvirkning av multi-retningsspenning er det mer sannsynlig at delene blir utmattet på grunn av deformasjon.
Etter å ha forstått betingelsene for dannelse av metalltretthet, vil vi utforske hvordan vi kan oppdage skjult metalltretthet. Siden oppdagelsen av metalltretthet på begynnelsen av 1800-tallet, har folk utforsket årsakene til tretthet. I prosessen med leting har folk mestret en rekke feildeteksjonsmetoder. Det er fem vanlige feildeteksjonsmetoder: røntgendeteksjon, ultralyddeteksjon, virvelstrømdeteksjon, magnetisk partikkeldeteksjon og penetrasjonsdeteksjon. Ta røntgendeteksjon som et eksempel, metallet penetreres av røntgenstråler. De defekte delene inne i metallet kan trenge gjennom flere stråler, mens delene med jevn tetthet vil reflektere flere stråler tilbake. Derfor, ved bildebehandling, er defektene mørkere, og delene med jevn tetthet er lysere. På denne måten kan vi mer intuitivt og raskere bestemme fordelingen av defekter inne i metallet, slik at vi til en viss grad kan unngå at det oppstår utmattelsesskader ved å unngå feil som arbeidsområder og styrke styrken til defekter.