Oboseala metalică se referă la procesul în care materialele și componentele produc treptat daune locale cumulate permanente într-unul sau mai multe locuri sub tensiune ciclică sau deformare ciclică, iar fisurile sau fracturile complete bruște apar după un anumit număr de cicluri. Atunci când materialele și structurile sunt supuse unor sarcini în schimbare repetate, deși valoarea tensiunii nu depășește niciodată limita de rezistență a materialului, aceasta poate fi deteriorată chiar dacă este mai mică decât limita elastică. Acest fenomen de deteriorare a materialelor și structurii sub sarcini alternante repetate se numește cedare la oboseală metalică.
În termeni generali, metalele vor produce unele fisuri fine pe suprafața metalului sub sarcini alternative continue. După ce fisurile de pe suprafața metalului se acumulează și se extind într-o anumită măsură, se va produce o fractură rapidă și puternică. Când are loc o rupere fragilă, metalul adesea nu suportă o sarcină care depășește rezistența la tracțiune/compresiune a metalului. Motivul este că rezistența la tracțiune/la compresiune a metalului este valoarea obținută în condiții statice, iar motivul este că, în condiții de încărcare alternativă, este mai probabil ca metalul să atingă limita de rezistență și apoi să producă defecțiuni la oboseală.
Există două motive principale pentru cedarea la oboseală a metalelor. Pe de o parte, după o serie de procese precum topirea și turnarea, structura metalică din interiorul produsului finit nu este uniformă, ceea ce va provoca defecte și stres intern în interiorul metalului. Un tratament termic bun poate rafina structura metalică și poate elimina cea mai mare parte a stresului. Adăugarea diferitelor elemente de pământuri rare la metal poate îmbunătăți rezistența la oboseală a metalului, crescând astfel durata de viață a metalului. Pe de altă parte, există factori externi, care pot fi rezumați în trei aspecte. Una este de a distinge după tipul de sarcină, cum ar fi oboseala de impact formată de sarcina de impact pe suprafață, sarcina de contact, gropi și gropi formate pe suprafață pentru a ameliora oboseala, oboseala de uzură cu micro-mișcare, cum ar fi atunci când suprafețele a două părți sunt în contact, suprafața de contact suferă o mică mișcare relativă alternativă. Mișcarea, iar apoi suprafața pieselor va produce uzură, oxidare, exfoliere prin oboseală și alte forme de oboseală de uzură cu micro-mișcare, etc., care pot fi împărțite în temperatură înaltă, temperatură scăzută, ciclu de temperatură înaltă și scăzută, oboseală prin coroziune, etc.după temperatura mediului ambiant. În condiții de temperatură ridicată (peste punctul de topire al metalului sau peste temperatura de recristalizare), plasticitatea metalului crește și duritatea scade, ceea ce îl face mai ușor de deformat. În condiții de temperatură scăzută, plasticitatea metalului scade, fragilitatea crește și este mai probabil ca metalul să aibă fracturi fragile și alte probleme. Datorită caracteristicilor de dilatare și contracție termică, metalul va produce stres intern în condițiile ciclurilor de temperatură înaltă și scăzută, ceea ce va cauza deteriorarea prin oboseală a metalului. Oboseala de coroziune se referă la formarea de oxizi pe suprafața metalului sub acțiunea vaporilor de apă din aer, care vor distruge rezistența suprafeței metalului și vor face zona de coroziune mai susceptibilă la deteriorare. În funcție de starea de stres, aceasta poate fi împărțită în oboseală de stres unică și oboseală de stres multidirecțională. Sub acțiunea unui singur ciclu de solicitare, piesele vor avea o durată de viață puțin mai mică decât limita de rezistență la sarcină statică, în timp ce sub acțiunea tensiunii multidirecționale, piesele sunt mai susceptibile de a fi obosite din cauza deformării.
După înțelegerea condițiilor de formare a oboselii metalice, vom explora cum să descoperim oboseala metalică ascunsă. De la descoperirea oboselii metalice la începutul secolului al XIX-lea, oamenii au explorat cauzele oboselii. În procesul de explorare, oamenii au stăpânit o varietate de metode de detectare a defectelor. Există cinci metode comune de detectare a defectelor: detectarea cu raze X, detectarea cu ultrasunete, detectarea curenților turbionari, detectarea particulelor magnetice și detectarea penetrării. Luând ca exemplu detectarea cu raze X, metalul este pătruns de raze X. Părțile defecte din interiorul metalului pot pătrunde mai multe raze, în timp ce părțile cu densitate uniformă vor reflecta înapoi mai multe raze. Prin urmare, la imagini, defectele sunt mai întunecate, iar părțile cu densitate uniformă sunt mai luminoase. În acest fel, putem determina mai intuitiv și mai rapid distribuția defectelor în interiorul metalului, astfel încât să putem evita apariția deteriorării prin oboseală într-o anumită măsură prin evitarea defectelor ca zone de lucru și întărirea rezistenței defectelor.
