部品表面の微細な凹凸である谷、傷、クラックなどの欠陥は、交番荷重の作用下で応力集中しやすく、工作機械は疲労クラックを発生・悪化させ、部品の疲労損傷につながります。
部品表面の冷却層は、亀裂の発生や拡大を防ぎ、部品の疲労強度を向上させることができます。 工作機械でも冷やし層が深すぎたり硬すぎたりすると、工作機械は小さな亀裂や剥離が発生しやすくなりますが、疲労強度が低下するため、冷やしの程度と冷やし層の深さは適切でなければなりません。
表層の残留引張応力と加工荷重による引張応力が材料の強度に重畳すると、工作機械部品の表面に疲労亀裂が発生し、疲労強度が低下します。 工作機械部品の表面層の残留圧縮応力は、作業負荷によって課される引張応力を相殺し、疲労亀裂の拡大を遅らせ、部品の疲労強度を向上させることができます。 したがって、交互負荷の下で動作する工作機械部品の場合、工作機械の表面は一般に高い残留圧縮応力を持つ必要があります。
表面腐食への影響
表面粗さの値が大きい部品の表面は、腐食性媒体との接触面積が大きく、表面に吸着した腐食性ガスまたは液体が多いほど、化学腐食が発生しやすくなります。 同時に、腐食性媒体は谷に蓄積しやすく、山と谷の間で電気化学的腐食が発生し、電気化学的腐食が発生します。 谷が深いほど、腐食は深刻です。
部品表面の残留応力は、使用応力状態で応力腐食を引き起こします。 亀裂があると、応力腐食の感受性が高まるため、部品の耐食性が低下します。