1. การล้าที่รอบสูง (High Cycle Fatigue) คือการล้าที่เกิดขึ้นเนื่องจากวัสดุผ่านการรับแรงเป็นคาบที่จำนวนรอบสูงก่อนเกิดการเสียหาย โดยทั่วไปกลไกของการล้าที่รอบสูง จะพิจารณาที่จำนวนรอบสูงกว่า 10,000 รอบ การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัสดุที่เกิดการเสียหายจากการล้าที่รอบสูงโดยทั่วไปจะมีลักษณะที่ยืดหยุ่น (Elastic) ดังแสดงตัวอย่างในรูปที่ 1
รูปที่ 1 ผิวหน้าแตกหักจากการล้าที่รอบสูง
2. การล้าที่รอบต่ำ (Low Cycle Fatigue) คือการล้าที่เกิดขึ้นเนื่องจากวัสดุผ่านการรับแรงเป็นคาบที่จำนวนรอบต่ำก่อนเกิดการเสียหาย คือมีจำนวนรอบต่ำกว่า 10,000 รอบ กลไกการขยายตัวของรอยแตกจากการล้าที่รอบต่ำจะคล้ายกับการขยายตัวของรอยแตกในวัสดุที่รับแรงเค้นแบบคงที่ (Constant Stress) การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัสดุจะแสดงให้เห็นถึงการเสียรูปอย่างถาวร (Plastic) ดังแสดงตัวอย่างในรูปที่ 2
รูปที่ 2 ผิวหน้าแตกหักจากการล้าที่รอบต่ำ
3. การล้าเนื่องจากความร้อน (Thermal Fatigue) เกิดขึ้นเมื่อวัสดุสัมผัสกับสภาวะการใช้งานที่มีการแกว่งค่าของอุณหภูมิ (Fluctuation) หรือการได้รับความร้อนสลับกับการเย็นตัวซ้ำแล้วซ้ำเล่า ลักษณะดังกล่าวสามารถทำให้เกิดความเค้นในวัสดุและนำไปสู่การเสียหายแบบล้าได้ วัสดุส่วนใหญ่ (โดยเฉพาะโลหะ) จะแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงขนาดหรือมีการยืด/หดตัวเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ นอกจากนั้นยังพบว่าแรงเค้นเนื่องจากความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้จากแรงทางกลที่กระทำเฉพาะที่ และทำให้เกิดการขยายตัวของรอยร้าวจนกระทั่งเกิดการแตกหักได้ ตัวอย่างผิวหน้าแตกหักจากการล้าเนื่องจากความร้อนแสดงในรูปที่ 3
รูปที่ 3 ผิวหน้าแตกหักแบบ thermal fatigue
(http://www.ipolytech.com/Plastics-Failure-Analysis.htm)
การล้าเนื่องจากความร้อนไม่จำเป็นต้องมีแรงกระทำทางกลมาเกี่ยวข้องก็สามารถเกิดขึ้นได้ และรูปแบบการเสียหายนี้จะต่างจากการล้าภายใต้การรับแรงเค้นและมีการแกว่งค่าของอุณหภูมิ ถ้ามีการกระจายตัวของอุณหภูมิแตกต่างกันภายในของวัสดุ จะทำให้เกิดการล้าเนื่องจากความร้อนได้ โดยโครงสร้างจุลภาคของวัสดุที่ส่วนต่างๆ จะมีการเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ต่างกัน จึงทำให้มีการยืด/หดตัวในปริมาณที่ต่างกัน การเสียหายจากการล้าเนื่องจากความร้อนจะปรากฏให้เห็นได้ทั้งการแตกหักและการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างถาวร
การล้าเนื่องจากความร้อนมักจะเกิดกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และเครื่องยนต์ใบพัดกังหัน เป็นต้น ซึ่งโลหะที่ใช้งานในลักษณะดังกล่าวนี้ค่อนข้างจะมีความไวต่อการล้าจากความร้อน เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคของโลหะโดยส่วนใหญ่จะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ วัสดุคอมโพสิทสามารถเกิดการล้าเนื่องจากความร้อนได้เช่นกัน เนื่องจากวัสดุดังกล่าวประกอบด้วยวัสดุที่มีความสามารถในการยืด-หดตัวได้ดีที่อุณหภูมิแตกต่างกัน เช่น ภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่มีค่าขึ้น-ลง วัสดุเสริมแรง (Reinforce Material) จะมีการยืดตัวได้มากกว่าวัสดุพื้น (Matrix Material) ลักษณะดังกล่าวจะทำให้เกิดการล้าเนื่องจากมีแรงกระทำกับวัสดุที่เป็นโครงสร้างพื้น และทำให้เกิดเป็นจุดเริ่มต้นของการแตกร้าวได้ วิธีการที่ดีเพื่อป้องกันการล้าเนื่องจากความร้อนในวัสดุคอมโพสิท คือ เลือกใช้วัสดุเสริมแรงและวัสดุพื้นที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (Thermal Expansion Coefficient) ที่ใกล้เคียงกัน
4. การล้าเนื่องจากแรงกระแทก (Impact Fatigue) เกิดขึ้นเมื่อวัสดุอยู่ภายใต้การรับแรงกระแทกแบบซ้ำๆ เฉพาะที่ (Localized Impact) จนทำให้เกิดเป็นจุดเริ่มต้นและมีการขยายตัวของรอยแตก แรงกระทำแบบซ้ำๆ ที่เกิดขึ้นนี้มีค่าสูงจนสามารถทำให้เกิดการแตกหักเนื่องจากการล้าได้
5. การล้าร่วมกับการกัดกร่อน (Corrosion Fatigue) การเสียหายด้วยรูปแบบดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อวัสดุอยู่ภายใต้สภาวะการรับแรงเป็นคาบ แรงที่กระทำเป็นได้ทั้งแรงดึง (Tension) และแรงกด (Compression) และวัสดุสัมผัสกับสภาวะแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (Corrosive Environment) ขนาดของแรงเค้นที่กระทำจะต่ำกว่าจุดครากตัว (Yield Strength) ของวัสดุ ดังนั้นวัสดุจึงถูกกระทำทั้งแรงทางกลและทางสารเคมี โดยมีผลไปลดความต้านทานต่อการล้าตัวของโลหะจนถึงจุดที่เกิดความเสียหาย ช่วงความกว้างของแรงเค้น (Stress Amplitude) มีผลต่อการเสียหายด้วยรูปแบบดังกล่าว กล่าวคือ ถ้าวัสดุใช้งานในสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและแรงเค้นที่กระทำมีช่วงความกว้างที่สูง ทำให้สารเคมีมีโอกาสเข้าไปทำปฏิกิริยาการกัดกร่อนกับวัสดุได้มากกว่า ตัวอย่างของชิ้นส่วนที่เกิดความเสียหายด้วยรูปแบบดังกล่าวแสดงในรูปที่ 4
รูปที่ 4 ผิวหน้าแตกหักจากการล้าร่วมกับการกัดกร่อน
6. การล้าเนื่องจากการถูครูด (Fretting Fatigue) การถูครูดของผิวหน้าวัสดุสามารถแสดงตัวเป็นจุดเริ่มต้นของการแตกร้าวได้ โดยภายใต้สภาวะการรับแรงแบบคาบ (โดยปกติจะเป็นแรงแบบคาบที่มี amplitude ต่ำ) ทำให้เป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกร้าวบนตำแหน่งที่มีการถูครูด นำไปสู่การขยายตัวและการแตกหักของวัสดุได้ การล้าของวัสดุที่มีการถูครูดจะนำไปสู่การเกิดเป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตกได้มากกว่าการล้าของชิ้นส่วนที่ไม่มีการถูครูด ดังแสดงตัวอย่างในรูปที่ 5
รูปที่ 5 ผิวหน้าแตกหักจากการล้าแบบถูครูด
สำหรับแนวทางในการลดและกำจัดปัญหาการล้าแบบถูครูดดูได้ในตารางด้านล่าง
