注水泵泵头体失效的过程

　　注水泵泵头体在运行过程中承受交变载荷时产生疲劳裂纹。引起泵头体的断裂失效，这种应力较低的突然脆断的原因与泵头体内部存在的缺陷密切相关，缺陷可能是冶炼、铸造、锻压等生产过程中产生的夹杂、气孔、白点等造成的。

　　泵头体的疲劳破坏经历3个阶段，即孕育期、裂纹扩张期和最后断裂。

　　孕育期：泵头在交变载荷作用下，达到产生裂纹所需要的时间和交变周次，不论泵头体材料局部有无缺陷，均存在孕育期。原始材料细小缺陷程度不同，孕育期的长短有着较大差异。

　　扩张期：在交变载荷作用下，从泵头裂纹的萌生开始到断裂前，裂纹由微观向宏观扩张。这种扩张是裂纹的尺寸小于最后断裂时的临界裂纹尺寸条件下的缓慢扩张。

　　断裂：外加载荷不变，随着裂纹的亚临界扩张，裂纹长度不断增长，裂纹尖端的应力强度因子K值不断增加。当裂纹的长度达到某一“临界裂纹尺寸”，裂纹尖端的应力强度因子值便达到该材料在疲劳条件下的断裂韧性，泵头裂纹快速“失稳扩张”，泵头发生最后断裂。

　　由此可知，疲劳寿命由形成裂纹的孕育期，疲劳裂纹的亚临界扩张速率，以及最后断裂的临界尺寸来决定。