ההבנה האינטואיטיבית ביותר של התקשות פני השטח היא שהיא יכולה לשפר את קשיות פני השטח של חומרים ולשפר את עמידות הבלאי. אבל זו גם דרך יעילה לשפר את חוזק העייפות של חומרים. אתה יודע למה? היום נסתכל על המנגנון מאחורי זה.
ישנן שלוש סיבות עיקריות לגרעין השכיח ביותר של סדקי עייפות, כפי שמוצג באיור למעלה. האחת היא פריקת החלקה על פני החומר, והשניים האחרים נגרמים מפגמים פנימיים של החומר, כגון תכלילים פנימיים של חומר זר, פערי גבול גרגרים (כגון חורי התכווצות), וכדומה. היום אנו דנים בהשפעת התקשות פני השטח על חוזק העייפות. בהנחה שלחומר אין פגמים, נקעים בהחלקה הם מוקד השיקול.
כאשר החומר נתון לכוח חיצוני, החלקה מתרחשת בקנה מידה מיקרוסקופי, ורצועות ההחלקה מייצרות שחול וחדירה על ידי החלקה זו כנגד זו. כפי שמוצג באיור שלהלן, רצועות החלקה אלו והאזורים הסמוכים של שחול ופריצה פועלים כנקודות ריכוז מתח, שבהן נוצרים ומתפתחים סדקים. מכיוון שמתח הגזירה הוא דומיננטי, בדרך כלל מופיעים סדקים ומתרחבים בזווית של 45 מעלות. בהשוואה לגרגירים הפנימיים, סביר יותר שהגרגרים על פני החלקים ייווצרו פגמים מוקדם יותר בגלל היעדר תמיכה מהגרגרים שמסביב.
כאשר אנו מקשיחים את החלקים על פני השטח, קשיות משטח החומר משתפרת מאוד, והקשיות קשורה ישירות לחוזק המתכת. העלייה בקשיות פירושה שהיכולת שלו להתנגד לעיוות פלסטי גדלה. בהשוואה לחומרים רכים שלא הוקשו, החומר המוקשה נוטה יחסית לייצר תנועת נקע בהחלקה. אם תצפו במיקרו-תצלום, תגלו שבעצם אין שחול או חדירה ברורה על המשטח המוקשה. לכן, אין ריכוז מתח הנגרם כתוצאה מתזוקת החלקה על פני המתכת, והאפשרות של התחלת סדק מצטמצמת מאוד. זו הסיבה העיקרית לכך שהתקשות פני השטח יכולה לשפר את חוזק העייפות של החומר. כמובן, יש גם סיבה משנית. לאחר כיבוי והתקשות, פני החומר עלולים בדרך כלל ליצור לחץ לחיצה שיורי על פני השטח. לחץ שיורי דחיסה זה עוזר גם להתנגד להתחלה והתרחבות של סדקי עייפות, ובכך לשפר את חיי העייפות של החומר. עם זאת, יש שתי נקודות להזכיר לכולם בסוף: ראשית, אם התכנון המבני של החלקים אינו סביר או השליטה בתהליך ההמרה אינה סבירה, עלולים להתרחש סדקים או סדקים מיקרו במהלך תהליך ההתקשות, שיהפכו למקור לכישלון עייפות. שנית, אם צריך לסיים את החלקים המוקשים, תהליכים אלה עלולים לגרום גם למיקרו-סדקים (כגון סדקי שחיקה) או לשנות את התפלגות הקשיות, להפחית את מתח הלחיצה השיורי או אפילו להפוך אותו למתח מתיחה, שיהפוך לכמה גורמים שליליים המשפיעים על חוזק העייפות.(文章来源:iMechanics机械)
