在现代工业的各个领域中，大约有50%~90%的金属材料结构强度破坏都是由于疲劳破坏造成的，如轴、曲轴、连杆、弹簧、螺栓、压力容器、轮机叶片和焊接结构等。疲劳失效是无征兆至少说以目前的技术手段无法发现地发生的，且一般说来疲劳破坏时的最大应力远低于材料的抗拉强度，甚至远低于材料的屈服点，因此断裂往往是无明显塑性变形的低应力断裂；因此，这种破坏具有很大的危险性，严重威胁重大设备的正常运行和操作人员的生命，此类事故屡见不鲜。

材料的实际屈服强度、表面应力状态、尺寸效应、冶金缺陷、腐蚀、环境温度等因素都会大大影响工件的疲劳强度或者疲劳寿命。
疲劳断裂包括疲劳裂纹萌生，裂纹亚稳扩展及最后失稳扩展三个阶段。
材料整体的疲劳寿命是由疲劳裂纹萌生期和裂纹亚扩展期的时间累加而得到。

利用豪克能冲击能量在金属机械零部件上方便、快速、低成本、大规模地进行表面纳米化加工处理的新方法,该方法可以在获得纳米结构层和纳米级表面质量（粗糙度）的同时引入高数值表面压缩应力，使得机械零件抗疲劳、耐磨损和耐腐蚀性能得以大幅度提高,最终低成本地延长其使用寿命.在一定程度上可替代部分高成本表面处理方法(如喷涂、沉积、电镀和离子注入等)及表面质量差和低效率的机械表面纳米化处理方法.
豪克能金属表面纳米化原理及其装置
豪克能金属表面纳米化处理是一种冲击式压力光整加工方法,其实质是通过引入功率豪克能频机械振动而对传统表面压光工艺进行巧妙而合理的改良.
其工作原理如下:通过衰克能表面纳米化加工处理,工作头沿表面法线方向给工件施加一定幅度的豪克能频机械振动,并在一定静压力和进给速度条件下,工作头将压力和豪克能冲击振动传递给处于旋转状态的被加工机械零部件表面,利用豪克能冲挤作用使材料产生弹塑性变形;当冲击头通过工件后,工件表面产生一定弹性恢复。而冲击头冲挤所产生的塑性流动却将工件表面原有的微观波峰压平,使其填充到波谷位置，从而改变金属表面微观结构并提高其综合力学性能〔显然,被加工处理机械零部件表面金属塑性流动在其表面上所产生的波谷被波峰填满的效应,能够大大降低共表面粗糙度R值,如果加工处理工艺参数设置适当。则工件表面粗糙度Ra甚至能够降低到纳米水平(即小于100nm).与此同时,在豪克能冲击和静压力挤压联合作用下,使金属表面所产生的剧烈而均匀的塑性变形必然引起机械零部件表面和次表面造成大量位错、空穴。导致其一定深度表层的原始状态晶粒被严重地打碎细化，从而获得相应微观纳米结构层.

当然,由于工件表面被均匀压缩,因此豪克能冲挤过程必然伴随着高数值残余压缩表面应力的产生,这对提高机械零都件的抗疲劳和耐磨损性能是很有利的.
(1)经豪克能表面纳米加工装置对45钢表面处理，获得了纳米结构表层,平均晶粒尺寸约为50 nm.
(2)豪克能表面纳米加工处理后，表面粗糙度值比加工前降为原始样品的1/100.
( 3)表面硬度随深度增加明显减少,表层与心部未变化组织相比,硬度值约提高1倍.( 4)豪克能表面纳米加工处理使试样表面产生了750MPa以上压缩应力.