Fadiga de metal refere-se ao processo no qual materiais e componentes produzem gradualmente danos cumulativos permanentes locais em um ou vários lugares sob estresse cíclico ou deformação cíclica, e rachaduras ou fraturas completas repentinas ocorrem após um certo número de ciclos. Quando materiais e estruturas são submetidos a cargas de mudança repetidas, embora o valor de estresse nunca exceda o limite de resistência do material, ele pode ser danificado mesmo se for menor que o limite elástico. Esse fenômeno de danos ao material e à estrutura sob cargas alternadas repetidas é chamado de falha por fadiga do metal.
Em termos gerais, os metais produzirão algumas rachaduras finas na superfície do metal sob cargas reciprocantes contínuas. Após as rachaduras na superfície do metal se acumularem e se estenderem até certo ponto, ocorrerá uma fratura frágil rápida e forte. Quando ocorre uma fratura frágil, o metal geralmente não suporta uma carga que exceda a resistência à tração/compressão do metal. A razão é que a resistência à tração/compressão do metal é o valor obtido sob condições estáticas, e a razão é que sob cargas alternadas, o metal tem mais probabilidade de atingir o limite de resistência e então produzir falha por fadiga.
Existem duas razões principais para a falha de fadiga de metais. Por um lado, após uma série de processos como fusão e fundição, a estrutura metálica dentro do produto acabado não é uniforme, o que causará defeitos e estresse interno dentro do metal. Um bom tratamento térmico pode refinar a estrutura metálica e eliminar a maior parte do estresse. Adicionar vários elementos de terras raras ao metal pode melhorar a resistência à fadiga do metal, aumentando assim a vida útil do metal. Por outro lado, existem fatores externos, que podem ser resumidos em três aspectos. Um é distinguir por tipo de carga, como fadiga de impacto formada por carga de impacto na superfície, carga de contato, poços e poços formados na superfície para aliviar a fadiga, fadiga por desgaste de micromovimento, como quando as superfícies de duas partes estão em contato, a superfície de contato sofre um pequeno movimento relativo recíproco. Movimento, e então a superfície das peças produzirá desgaste, oxidação, descascamento por fadiga e outras formas de fadiga por desgaste de micromovimento, etc., que podem ser divididas em alta temperatura, baixa temperatura, ciclo de alta e baixa temperatura, fadiga por corrosão, etc. de acordo com a temperatura ambiente. Em condições de alta temperatura (acima do ponto de fusão do metal ou acima da temperatura de recristalização), a plasticidade do metal aumenta e a dureza diminui, o que o torna mais fácil de deformar. Em condições de baixa temperatura, a plasticidade do metal diminui, a fragilidade aumenta e o metal tem mais probabilidade de ter fratura frágil e outros problemas. Devido às características de expansão e contração térmica, o metal produzirá estresse interno sob as condições de ciclos de alta e baixa temperatura, o que causará danos por fadiga ao metal. A fadiga por corrosão se refere à formação de óxidos na superfície do metal sob a ação do vapor de água no ar, o que destruirá a resistência da superfície do metal e tornará a área de corrosão mais suscetível a danos. De acordo com o estado de estresse, ele pode ser dividido em fadiga por estresse único e fadiga por estresse multidirecional. Sob a ação do ciclo de estresse único, as peças terão uma vida útil ligeiramente inferior ao limite de resistência à carga estática, enquanto sob a ação do estresse multidirecional, as peças têm mais probabilidade de serem fatigadas devido à deformação.
Após entender as condições para a formação da fadiga do metal, exploraremos como descobrir a fadiga oculta do metal. Desde a descoberta da fadiga do metal no início do século XIX, as pessoas têm explorado as causas da fadiga. No processo de exploração, as pessoas dominaram uma variedade de métodos de detecção de falhas. Existem cinco métodos comuns de detecção de falhas: detecção de raios X, detecção ultrassônica, detecção de correntes parasitas, detecção de partículas magnéticas e detecção de penetração. Tomando a detecção de raios X como exemplo, o metal é penetrado por raios X. As peças defeituosas dentro do metal podem penetrar mais raios, enquanto as peças com densidade uniforme refletirão mais raios. Portanto, ao gerar imagens, os defeitos são mais escuros e as peças com densidade uniforme são mais brilhantes. Dessa forma, podemos determinar de forma mais intuitiva e rápida a distribuição de defeitos dentro do metal, para que possamos evitar a ocorrência de danos por fadiga até certo ponto, evitando defeitos como áreas de trabalho e fortalecendo a resistência dos defeitos.