什麼是疲勞紋
在疲勞裂縫擴展過的破斷面上可見的細紋。間距大致對應每1個循環的裂縫擴展量，以電子顯微鏡觀察。
日文名稱: ストライエーション
「疲勞紋」出現在1領域的1道練習題中（破壞力學與疲勞等）。
這個名詞所屬的領域: 破壞力學與疲勞
如何形成
在延性金屬的疲勞裂縫中，每次負荷時裂縫尖端因滑移變形而張開、變圓變鈍，卸載閉合時又變尖銳，前進1個循環的量。這個過程以階梯的形式留在破斷面上，垂直於裂縫擴展方向排列的細紋就是疲勞紋。條紋沿裂縫前緣的形狀呈弧形排列，通常弧凸出的方向表示裂縫擴展的方向。間距多在µm以下，以掃描式電子顯微鏡觀察。在鋁合金這類延性高的材料中清晰可見，在高強度鋼中則可能不明顯。
由間距推估負荷
在中間的 ΔK 區域，條紋間距與巨觀量測的裂縫擴展速率 da/dN 相當一致，因此在失效分析中，可由間距推估該位置的 ΔK。例如Paris定律常數為 C = 1.0×10⁻¹²（da/dN 的單位為 m/cycle，ΔK 的單位為 MPa·√m）、m = 4 的鋼，間距為0.50 µm 時，ΔK 約為27 MPa·√m。若該位置的裂縫長度為5.0 mm、形狀係數取1，應力範圍估計約為210 MPa。在破斷面的幾個位置量測間距，就能反推零件承受的應力大小。
看不到時與注意事項
看不到疲勞紋，不代表不是疲勞。在擴展速率非常慢的門檻值附近，條紋看不見，或數個循環才形成1條，1條不再對應1個循環。在擴展速率快、接近破壞韌性的區域，會混入延性破壞的窩穴。此外，破斷面互相摩擦或腐蝕時，條紋就會消失。反之，加工痕跡或滑移帶的階梯等，也有類似疲勞紋的花紋，因此要確認間距的規則性及其與裂縫擴展方向的關係來區分。
延性疲勞紋與脆性疲勞紋
一般的疲勞紋由裂縫尖端的塑性變形形成，稱為延性疲勞紋。相對地，在腐蝕環境中的疲勞，有時可見脆性疲勞紋：在平坦、類似劈裂的面上，垂直於擴展方向的條紋與沿著擴展方向的河流狀花樣相交。看到的是哪一種，可作為判斷是否受到環境影響的線索。在失效分析中，會綜合疲勞紋、海灘紋、起點與最終破斷區的觀察，重建裂縫在何時、從何處、在何種負荷下擴展。
練習疲勞紋的題目
因疲勞而破斷之零件的破斷面上，有肉眼可見的貝殼狀花紋（海灘紋），以及以電子顯微鏡可見的細紋（疲勞紋）。關於這些的敘述，下列何者正確？
- A兩者都是負荷每1個循環形成1條，計數即可得知至破斷的循環數
- B疲勞紋大致對應每1個循環的裂縫前進，海灘紋則記錄運轉停止等歷程
- C兩者都形成於最後瞬間斷裂的最終破斷區，集中在距起點最遠的地方
查看答案與解析
正確答案：B. 疲勞紋大致對應每1個循環的裂縫前進，海灘紋則記錄運轉停止等歷程
疲勞紋是裂縫尖端在每1個循環中張開而鈍化、閉合後再變尖銳的過程中留下的條紋，其間距大致對應每1個循環的裂縫擴展量 da/dN。間距在µm以下而很細，不用電子顯微鏡看不到。海灘紋是因運轉的停止與重新啟動、負荷大小的變化、腐蝕進行方式的差異等，記錄下裂縫前緣位置的花紋，1條之間包含許多循環。兩者都出現在疲勞裂縫逐漸擴展的區域，花紋的同心中心表示起點。最終破斷區是剩餘斷面一口氣破壞的部分，呈現延性破壞或脆性破壞的破斷面。
常見問題
1條疲勞紋對應1次負荷嗎？
在中間擴展速率的區域，大致1條對應1個循環。不過在擴展非常慢的區域，可能數個循環才形成1條；在變動負荷下，也可能只有大負荷留下清楚的條紋，因此把條紋數直接當成反覆次數時要注意。
疲勞紋與海灘紋如何區分？
大小不同。海灘紋是肉眼或低倍率下可見、間距寬的花紋，1條之間包含許多循環。疲勞紋的間距多在µm以下，要以掃描式電子顯微鏡放大到數千倍左右才看得到。
只要是疲勞破斷面，任何材料都看得到疲勞紋嗎？
不是。在鋁合金、銅合金、沃斯田鐵系不鏽鋼這類延性高的金屬中清晰可見，但在高強度鋼與鑄鐵中常不明顯。即使看不到，也要綜合起點位置與海灘紋等其他特徵，判斷是否為疲勞。
解析中的「疲勞紋」
疲勞紋是裂縫尖端在每1個循環中張開而鈍化、閉合後再變尖銳的過程中留下的條紋，其間距大致對應每1個循環的裂縫擴展量 da/dN。
因疲勞而破斷之零件的破斷面上，有肉眼可見的貝殼狀花紋（海灘紋），以及以電子顯微鏡可見的細紋（疲勞紋）。關於這些的敘述，…