导读：材料超高周疲劳行为的探索已经成为疲劳研究方面新的热点。超高周疲劳试验，断口的断裂源、扩展区及瞬断区三个特征区域很明显。
超声疲劳试验，采用压电和磁致伸缩原理，将频率为20kHz的电压信号转换成高频的机械振动。可应用于金属材料的超高周疲劳性能试验及研究。该试验完整试样宏观形貌见图1。
图1
超声疲劳断口低倍形貌
扫描电镜下断口低倍形貌，见图2。可见断裂源（断面下部边缘）、扩展区（断面下半部）和瞬断区（试样上半部）比较分明。断口平齐，无明显颈缩和变形。
图2
断裂源
断裂起源于图2下部边缘。放大后见图3。该部位存在夹杂物。疲劳源常常萌生于试样中的夹杂物、裂纹等薄弱部位。
图3
扩展区
扩展区放大观察，可见密集的疲劳辉纹，见图4。
图4
瞬断区
瞬断区为韧窝特征，该部位在极短的时间内撕裂分离，见图5。
图5
疲劳失效在工业生产上经常见到，出现疲劳断裂，不仅影响构件的正常使用，还会造成经济损失，甚至导致重大安全事故。疲劳断裂，一般是在受力不大的低应力状态下发生的，出现事故时往往毫无征兆，一旦被发现，构件或者设备已经报废。因此，研究材料疲劳失效的规律具有重要意义。
传统研究认为，如果金属材料在某应力水平下经历千万周次的循环加载而不失效，那么就可以认为，在这种该应力水平下该材料可以承受无限次的运行。但实际上对于一些的高强度钢，或者受高频低应力循环载荷作用的结构用钢，对实际使用寿命的要求都超过了这个数值。此种情况下，传统的疲劳试验方法不能满足这类材料在超长寿命下的疲劳性能研究。
实际中的疲劳断裂前运行时间较长，实验研究不可能花很长的时间去满足长时间运行。超高周疲劳可以缩短实验时间，提高了效率。随着工业技术的快速发展，对金属构件的疲劳寿命的要求也越来越高。超声疲劳试验技术，对金属材料超高周疲劳行为的研究提供了新的手段，目前，超高周疲劳行为的探索已经成为疲劳方面的研究新的热点。当然，超高周疲劳试验还有许多问题需要进一步解决。
