Усталостная прочность, как и ударная вязкость, в значительной степени зависит от геометрии поверхности элемента. Наличие любых надрезов или концентраторов напряжений способно увеличить уровень напряжения на данном участке вплоть до превышения предела усталости металла. Достаточно большое число циклов воздействия приводит к усталостному разрушению металла. Влияние остроты кромок царапин на усталостную прочность металла показано на рис.1.
Качество обработки поверхности также влияет на усталостную прочность, как это показано на рис.2.
Серьезная проблема в сварочном производстве связана с усталостной прочностью. Но это проблема состоит не в изменениях металлургических свойств, которые возможны. Доминирующим фактором, отчасти определяемым сваркой, становится наличие какой- либо имеющей заостренную форму неровности поверхности. Если шов после сварки не отшлифовать, то он сам будет создавать неровность поверхности. Нарушения однородности поверхности шва, например, подрез, наплыв, избыточная выпуклость или вогнутость, могут влиять на усталостную прочность элемента. Такие условия способствуют образованию остроконечного надреза, который может стать местом зарождения усталостной трещины.
Усталостные разрушения могут наступать из-за наличия внутренних нарушений сплошности сварного шва, но поверхностные нарушения представляют собой более серьезную проблему. Нарушение сплошности поверхности способно привести к усталостному разрушению скорее, чем внутренняя несплошность. Подобная взаимосвязь объясняется тем, что уровни поверхностных напряжений, как правило, выше, чем уровни внутренних напряжений. Поэтому инспектор по сварке, подвергая поверхность тщательному изучению визуальным методом, способен сыграть важную роль в предотвращении усталостных разрушений. Обнаружение и устранение всех поверхностных нарушений остроконечной формы позволяет значительно улучшить характеристики усталостной прочности любой конструкции. Во многих случаях, когда усталости материала требуется уделять особое внимание, небольшой сварной шов с гладким контуром работает эффективнее, чем более мощный шов, который имеет на поверхности остроконечные неровности.
