彎曲疲勞
彎曲疲勞是最常見的疲勞失效形式。拋丸/噴丸強(qiáng)化對于克服這一失效情況最為有效，因為零件表面正是拉應(yīng)力集中的區(qū)域。處于一彎曲載荷下的懸臂梁。該梁的彎曲變形造成其表面處于向外拉伸的拉應(yīng)力狀態(tài)。表面表層任何半徑或幾何形狀的變化都會引起拉應(yīng)力的增加。完全反向彎曲又讓零件處于拉應(yīng)力和壓應(yīng)力交叉交變應(yīng)力的情況下，這是最具有破壞性的疲勞載荷情形。交變應(yīng)力中的拉應(yīng)力部分導(dǎo)致疲勞裂紋形成和延展。
齒輪
齒輪強(qiáng)化是非常典型且普遍的應(yīng)用。任何尺寸和形式的齒輪都可通過拋丸/噴丸強(qiáng)化來改善齒廓根部的彎曲疲勞屬性。輪齒的嚙合與懸臂梁情況相似。齒面接觸形成的載荷在接觸點下方的根部位置產(chǎn)生彎曲應(yīng)力
齒輪通常是在硬化后進(jìn)行拋丸/噴丸強(qiáng)化。增加的表面硬度會成比例地提高壓應(yīng)力水平。根據(jù)工藝參數(shù)，經(jīng)滲碳和拋丸/噴丸強(qiáng)化后齒輪的最大殘余壓應(yīng)力范圍可在170-230ksi(1170-1600MPa)。強(qiáng)化滲碳齒輪，通常用硬度較大的鋼丸(55-62HRC)。如果想對齒面的影響小些，可選用硬度低一點的鋼丸(45-52HRC)，那產(chǎn)生的壓應(yīng)力水平將是硬度高丸料產(chǎn)生的50%左右。
在齒面節(jié)線附近通過錘擊、研磨、珩磨、振動光飾導(dǎo)入一個壓應(yīng)力，是增強(qiáng)齒輪抗疲勞點蝕最佳的方法。經(jīng)表面精整處理后，能進(jìn)一步降低接觸應(yīng)力。但必須小心，不可蓋掉超過10%的噴丸強(qiáng)化層。對噴丸強(qiáng)化小凹痕的光整處理，可以讓接觸載荷在一個較大表面積上分布開，這樣可進(jìn)一步減少接觸應(yīng)力。
在部分齒輪加工制造中，經(jīng)過可控性拋丸/噴丸強(qiáng)化后的齒輪，在1,000,000次循環(huán)作用后，疲勞強(qiáng)度可增加30%或更多。以下組織/規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)證實了利用可控性噴丸強(qiáng)化，齒面彎曲載荷顯著增加勞氏船級社：增加20%挪威船級社：增加20%ANSI/AGMA6032-A94船用齒輪規(guī)格：增加15%
連桿
連桿是發(fā)動機(jī)中傳遞動力的重要零件。它將活塞的往復(fù)運動變?yōu)閰^(qū)軸的旋轉(zhuǎn)運動并把作用在活塞組上的力傳給曲軸。連桿主要承受氣體壓力和往復(fù)慣性力所產(chǎn)生的交變載荷。因此在設(shè)計連桿時應(yīng)首先保證其具有足夠的疲勞強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度。顯然為了增加連桿的強(qiáng)度和剛度不能簡單地加大結(jié)構(gòu)尺寸因為連桿重量的增加會使慣性力相應(yīng)增加所以連桿設(shè)計的一個重要要求是在盡可能輕巧的結(jié)構(gòu)下保證足夠的強(qiáng)度和剛度即連桿輕量化設(shè)計是最終設(shè)計目標(biāo)。連桿應(yīng)力集中即最常發(fā)生失效的部位在靠近大頭孔中心I-梁兩側(cè)轉(zhuǎn)接圓角處。以連桿疲勞安全系數(shù)為量的指標(biāo)，為滿足強(qiáng)度和剛度設(shè)計要求，且重量最輕的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化方案就是在對無論是鍛造、鑄造或粉末冶金連桿進(jìn)行任何鏜孔機(jī)加工前，先進(jìn)行拋丸/噴丸強(qiáng)化，這樣可以避免屏蔽孔穴增加的額外成本。強(qiáng)化前后都不需要對連桿做其他的預(yù)處理或后處理。
曲軸
通常情況下，曲軸所有的軸頸面變化轉(zhuǎn)接圓角都需要進(jìn)行拋丸/噴丸強(qiáng)化。這其中包括軸承軸頸，曲柄銷。曲柄銷軸承圓角是應(yīng)力集中的地方，最大應(yīng)力發(fā)生在曲柄銷過渡圓角的底部，因為當(dāng)發(fā)動機(jī)點火時，曲柄銷是位于上止點的位置。應(yīng)力分析,確定了曲柄銷過渡圓角經(jīng)常是裂紋啟裂部位，且向主鄰近的主軸承圓角擴(kuò)展，直至造成整個曲軸的破壞性斷裂失效。
大量的試驗證明年，無論是鍛制中碳鋼曲軸、鑄鋼曲軸還是球墨鑄鐵曲軸或奧貝球鐵曲軸，拋丸/噴丸強(qiáng)化都是提高工件抗疲勞性能和安全使用壽命的有效方法。
柴油發(fā)動機(jī)曲軸-曲軸是柴油發(fā)動機(jī)的重要部件，無論是在產(chǎn)品開發(fā)階段還是在生產(chǎn)檢驗階段，都要求對曲軸的疲勞性能進(jìn)行檢驗。在發(fā)動機(jī)實際運行過程中，曲軸所承受的載荷主要是彎曲／扭轉(zhuǎn)復(fù)合載荷，彎曲疲勞破壞是曲軸失效的最常見形式，而在發(fā)動機(jī)輸出功率較大、曲軸承受扭矩較大的情況下，扭轉(zhuǎn)疲勞破壞則成為主要失效形式。
對某柴油發(fā)動機(jī)的曲軸試片進(jìn)行疲勞比較試驗，材料是Armco17-10Ph不銹鋼。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)強(qiáng)化的曲軸和經(jīng)拋丸/噴丸強(qiáng)化的曲軸，在經(jīng)過10億次的交變應(yīng)力載荷作用后，測得的疲勞強(qiáng)度分別為43ksi(293MPa)和56ksi(386MPa)，這說明經(jīng)過拋丸/噴丸強(qiáng)化，柴油機(jī)曲軸的疲勞強(qiáng)度提高了約30%。
(來源：鑄造加工網(wǎng))
