材料的疲勞強度對各種外在因素和內(nèi)在因素都極為敏感，外在因素包括零件的形狀和尺寸、表面光潔度及使用條件等，內(nèi)在因素包括材料本身的成分、組織狀態(tài)、純凈度和殘余應(yīng)力等。這些因素的細微變化，均會造成材料疲勞性能的波動甚至大幅度變化。

各種因素對疲勞強度的影響是疲勞研究的重要方面，這種研究將為零件合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及正確選擇材料和合理制訂各種冷熱加工工藝提供依據(jù)，以保證零件具有高的疲勞性能。

01應(yīng)力集中的影響

常規(guī)所講的疲勞強度，都是用精心加工的光滑試樣測得的，然而，實際機械零件都不可避免地存在著不同形式的缺口，如臺階、鍵槽、螺紋和油孔等。這些缺口的存在造成應(yīng)力集中，使缺口根部的實際應(yīng)力遠大于零件所承受的名義應(yīng)力，零件的疲勞破壞往往從這里開始。

理論應(yīng)力集中系數(shù)Kt ：在理想的彈性條件下，由彈性理論求得的，缺口根部的實際應(yīng)力與名義應(yīng)力的比值。

有效應(yīng)力集中系數(shù)（或疲勞應(yīng)力集中系數(shù)）Kf：光滑試樣的疲勞極限σ-1與缺口試樣疲勞極限σ-1n的比值。

有效應(yīng)力集中

系數(shù)不僅受構(gòu)件尺寸和形狀的影響，而且受材料的物理性質(zhì)、加工、熱處理等多種因素的影響。

有效應(yīng)力集中系數(shù)隨著缺口尖銳程度的增加而增加，但通常小于理論應(yīng)力集中系數(shù)。

疲勞缺口敏感度系數(shù)q：疲勞缺口敏感度系數(shù)表示材料對疲勞缺口的敏感程度，由下式計算：

q的數(shù)據(jù)范圍是0~1，q值越小，表征材料對缺口越不敏感。試驗表明，q并非純粹是材料常數(shù)，它仍然和缺口尺寸有關(guān)，只有當缺口半徑大于一定值后，q值才基本與缺口無關(guān)，而且對于不同材料或處理狀態(tài)，此半徑值也不同。

02尺寸因素的影響

由于材料本身組織的不均勻性以及內(nèi)部缺陷的存在，尺寸增加造成材料破壞概率的增加，從而降低材料的疲勞極限。尺寸效應(yīng)的存在，是把試驗室小試樣測得的疲勞數(shù)據(jù)運用于大尺寸實際零件中的一個重要問題，由于不可能把實際尺寸的零件上存在的應(yīng)力集中、應(yīng)力梯度等*相似地在小試樣上再現(xiàn)出來，從而造成實驗室結(jié)果與某些具體零件疲勞破壞之間的互相脫節(jié)。

03表面加工狀態(tài)的影響

機加工的表面總存在著高低不平的加工痕跡，這些痕跡就相當于微小缺口，在材料表面造成應(yīng)力集中，從而降低材料的疲勞強度。試驗表明，對于鋼和鋁合金，粗糙的加工（粗車）與縱向精拋光相比，疲勞極限要降低10%~20%甚至更多。材料的強度越高，則對表面光潔度越敏感。

04加載經(jīng)歷的影響

實際上沒有任何零件是在恒定的應(yīng)力幅條件下工作，材料實際工作中的超載和次載都會對材料的疲勞極限產(chǎn)生影響，試驗表明，材料普遍存在著超載損傷和次載鍛煉現(xiàn)象。

所謂超載損傷是指材料在高于疲勞極限的載荷下運行達到一定周次后，將造成材料疲勞極限的下降。超載越高，造成損傷所需的周次越短，如下圖所示。

事實上，在一定條件下，少量次數(shù)的超載不僅不會對材料造成損傷，由于形變強化、裂紋鈍化以及殘余壓應(yīng)力的作用，還會對材料造成強化，從而提高材料的疲勞極限。因此，應(yīng)對超載損傷的概念進行一些補充和修正。

所謂次載鍛煉是指材料在低于疲勞極限但高于某一限值的應(yīng)力水平下運行一定周次后，造成材料疲勞極限升高的現(xiàn)象。次載鍛煉的效果和材料本身的性能有關(guān)，塑性好的材料，一般來說鍛煉周期要長些，鍛煉應(yīng)力要高些方能見效。

05化學(xué)成分的影響

材料的疲勞強度與抗拉強度在一定條件下存在著較密切的關(guān)系，因此，在一定條件下凡能提高抗拉強度的合金元素，均可提高材料的疲勞強度。比較而言，碳是影響材料強度的最主要因素。而一些在鋼中形成夾雜物的雜質(zhì)元素則對疲勞強度產(chǎn)生不利影響。

06熱處理和顯微組織的影響

不同的熱處理狀態(tài)會得到不同的顯微組織，因此，熱處理對疲勞強度的影響，實質(zhì)上就是顯微組織的影響。同一成份的材料，由于熱處理不同，雖然可以得到相同的靜強度，但由于組織的不同，疲勞強度可在相當大的范圍內(nèi)變化。

在相同的強度水平時，片狀珠光體的疲勞強度明顯要低于粒狀珠光體。同是粒狀珠光體，其滲碳體顆粒越細小，則疲勞強度越高。

顯微組織對材料疲勞性能的影響，除了和各種組織本身的機械性能特性有關(guān)外，還和晶粒度以及復(fù)合組織中組織的分布特征有關(guān)。細化晶粒可提高材料的疲勞強度。

07夾雜物的影響

夾雜物本身或由它而產(chǎn)生的孔洞相當于微小缺口，在交變載荷作用下將產(chǎn)生應(yīng)力集中和應(yīng)變集中，成為疲勞斷裂的裂紋源，對材料的疲勞性能造成不良影響。夾雜物對疲勞強度的影響不僅取決于夾雜物的種類、性質(zhì)、形狀、大小、數(shù)量和分布，而且還取決于材料的強度水平以及外加應(yīng)力水平及狀態(tài)等因素。

不同類型的夾雜物其機械和物理性能不同，和母材性能之間的差異不同，對疲勞性能的影響也不同。一般說來，易變形的塑性夾雜物（如硫化物）對鋼的疲勞性能影響較小，而脆性夾雜物（如氧化物、硅酸鹽等）則有較大的危害。

比基體膨脹系數(shù)大的夾雜物（如硫化物）因在基體中產(chǎn)生壓應(yīng)力而影響小，而比基體膨脹系數(shù)小的夾雜物（如氧化鋁等）因在基體中產(chǎn)生拉應(yīng)力而影響大。

夾雜物與母材結(jié)合的緊密程度也會影響疲勞強度。硫化物易于變形，和母材結(jié)合緊密，而氧化物易于脫離母材，造成應(yīng)力集中。由此可知，從夾雜物的類型來說，硫化物的影響較小，而氧化物、氮化物和硅酸鹽等則是危害較大的。