滑移带

有记载的最早进行疲劳试验是德国的W.A.艾伯特。法国的J.-V.彭赛列首先论述了疲劳问题并提出“疲劳”这一术语。但疲劳研究的奠基人则是德国的A.沃勒，他在19世纪50～60年代最早得到表征疲劳性能的S-N曲线并提出疲劳极限的概念。20世纪50年代P.J.E.福赛思首先观察到疲劳过程中在滑移带内有金属薄片挤出的现象。随后N.汤普孙等人发现这种滑移带不易用电解抛光去掉，称为“驻留滑移带”。后来证明，驻留滑移带常常成为裂纹源。1924年德国的J.V.帕姆格伦在估算滚动轴承寿命时，假设轴承的累积损伤与其转动次数成线性关系。1945年美国M.A.迈因纳明确提出了疲劳破坏的线性损伤累积理论，也称为帕姆格伦-迈因纳定律，简称迈因纳定律。此后，断裂力学的进展丰富了传统疲劳理论的内容，促进了疲劳理论的发展。当前的发展趋势是把微观理论和宏观理论结合起来从本质上探究疲劳破坏的机理。用概率统计方法处理疲劳试验数据，是20世纪20年代开始的。60年代后期，概率疲劳分析和设计从电子产品发展到机械产品，于是在航空、航天工业的先导下，开始了概率统计理论在疲劳设计中的应用。

疲劳过程包括疲劳裂纹萌生、裂纹亚稳扩展及最后失稳扩展三个阶段，其疲劳寿命Nf由疲劳裂纹萌生期Ni和裂纹亚稳扩展期Np所组成。

疲劳裂纹萌生主要包括：

1、滑移带开裂产生裂纹，金属在循环应力长期作用下，即使是应力低于屈服应力，也会发生循环滑移并形成循环滑移带。

2、相界面开裂产生裂纹，很多疲劳源是由材料中的第二相或夹杂物引起的，便提出了第二相、夹杂物和基体界面开裂，或第二相、夹杂物本身开裂的疲劳裂纹机理。

3、晶界开裂产生裂纹，多晶体材料由于晶界的存在和相邻晶粒的不同取向性，位错在某一晶粒内运动会受到晶界的阻碍作用，在晶界处发生位错塞积和应力集中现象。在应力不断循环下，晶界处得应力集中得不到松弛，应力峰越来越高，当超过晶界强度时就会在晶界处产生裂纹。

两相邻滑移带间有一定的间距，且带的厚度也不相等。这表明晶体的滑移变形是不均匀的，它只是集中发生在某一些晶面上，而滑移带或滑移线间的另一些晶面并没有滑移。

材料学上，把这些能够进行滑移的晶面称为滑移面。

研究指出，滑移面通常是原子密度最大的晶面，滑移方向也是滑移面上原子密度最大的方向。这是因为原子密度最大的晶面或晶向之间的原子间距最大，原子间结合力最弱，故沿着这些晶面及晶向进行滑移所需的外力最小，最容易实现。

位错的滑移只有在该位错线与它的柏氏矢量b构成的晶面上才可能进行。位错线与它的柏氏矢量构成的晶面，称为该位错的滑移面，又叫可滑移面。

位错的可滑移面与晶体的滑移面不是一回事。我们知道，一定晶体的滑移面，是指该晶体中的原子密排面。因为在这种晶面上，滑移才容易进行。相对于位错的可滑移面，晶体的滑移面又叫易滑移面。位错线不一定都恰好在晶体的滑移面上，所以，它的可滑移面不一定是易滑移面。显然，只有在可滑移面上的位错才可能进行滑移；只有当可滑移面同时又是易滑移面时，滑移才容易进行。