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一、斷裂韌度：一般認為零件在許用應力下工作不會發(fā)生塑性變形，更不會發(fā)生斷裂，然而事實并非如此，工程中曾多次出現(xiàn)過在應力低于許用應力情況下，發(fā)生突然斷裂的事故。試驗研究表明，由于金屬材料內(nèi)部不可避免地存在著各種宏觀缺陷，這些缺陷在材料中的作用相當于裂紋，當材料受到外力作用時，這些裂紋的尖端附近出現(xiàn)應力集中，如下圖1-11所示。由于應力線的特點是不能在試樣內(nèi)部中斷，因而被迫繞過裂紋尖端上下相連，使裂紋尖端處的應力線增多，產(chǎn)生應力集中，使局部應力大大超過材料的允許應力值，使得裂紋失穩(wěn)擴展，直到最終斷裂。
圖1-11 無裂紋和有裂紋試樣的應力線:

斷裂韌度就是用來反映材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴張能力的性能指標。通常用臨界應力強度因子KIc表示
KIc=Yσc√a 式中Y--常數(shù)，與試樣材料、裂紋形狀及加載方式有關(guān)；a--裂紋長度；σc--斷裂應力。
斷裂韌度是材料本身的一種力學性能指標，同其他力學性能一樣，主要取決于材料的成分、組織結(jié)構(gòu)及各種缺陷，并與生產(chǎn)工藝過程有關(guān)。因此，適當調(diào)整成分，通過合理冶煉、加工和熱處理以獲得最佳的組織，就能大幅度提高材料的斷裂韌度，從而也就提高了含裂紋構(gòu)件的承載能力。
二、疲勞強度：許多機械零件如曲軸、齒輪、軸承、葉片和彈簧等，都是在交變載荷作用下工作的，這種載荷的大小、作用方向隨時間作周期性或無規(guī)則的變化，在金屬材料內(nèi)部引起的應力也具有反復性和波動性。這種隨時間作周期性變化的應力稱為交變應力。在交變載荷下，零件受的應力雖然低于其屈服點，但經(jīng)過長時間的工作會產(chǎn)生裂紋或突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為材料的疲勞。金屬抵抗這種疲勞破壞的能力稱為疲勞強度。疲勞破壞是機械零件失效的一種主要形式，據(jù)統(tǒng)計，在機械零件失效中，大約有80%以上是屬于疲勞破壞的。而且疲勞破壞事前并無明顯征兆，往往表現(xiàn)為突然破壞，所以危害極大。
疲勞強度是在疲勞試驗機上測定的。實驗證明，金屬材料所受交變應力σ與其斷裂前所能經(jīng)受的應力循環(huán)次數(shù)N之間有如下圖1-12所示的曲線關(guān)系，這條曲線稱為疲勞曲線。曲線表明，金屬承受的交變應力σ 愈低，則斷裂前應力循環(huán)次數(shù)愈大。當應力低于一定值時，疲勞曲線變成與橫坐標平行的直線。這一現(xiàn)象表明當應力低于此值時，試樣可經(jīng)受無限次周期循環(huán)而不破壞，此應力值稱為材料的疲勞強度，用σb表示。對于對稱循環(huán)應力（如下圖1-13）的疲勞強度用σ-1表示。實際上，材料不可能做無限次交變應力試驗。對于黑色金屬，一般規(guī)定應力循環(huán)10(7)周次而不破壞的最大應力為此種材料的疲勞強度，對于有色金屬、不銹鋼等通常規(guī)定應力循環(huán)次數(shù)為10(8)周次。
下圖1-12疲勞曲線示意圖:

下圖1-13對稱循環(huán)應力圖:

機械零件之所以產(chǎn)生疲勞破壞，是由于材料表面或內(nèi)部有缺陷（如夾雜、劃痕、尖角等）。這些地方的局部應力大于屈服點，從而產(chǎn)生局部塑性變形而開裂。這些微裂隨應力循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴展，使承載的截面積大大減小，以致不能承受加載而突然破壞。為了提高零件的疲勞強度，除通過合理選材，細化晶粒、減少材料和零件的缺陷，改善零件的結(jié)構(gòu)設計，避免應力集中，減小零件表面粗糙度等方法外，還可以采取表面強化的方法，如為提高零件的表面質(zhì)量，對零件表面進行噴丸處理、表面淬火、滲、鍍工藝等。

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