通过上述对热疲劳性能的影响因素及其裂纹萌生和扩展机理的分析,可采用以下 方法来提高热疲劳抗力。

(1) 调整化学成分及选用合适的热处理工艺化学成分及其热处理工艺主要影 响焊接接头的组织,从而影响焊接接头的热疲劳性能。热疲劳裂纹最主要在晶界处萌 生和扩展,因为晶界是合金的薄弱的地方,强度相对较低,且缺陷多,能量大,易于 被氧化,碳化物也基本分布在晶界,尺寸较大。合金在热疲劳过程中,由于温度较高, 晶界容易氧化,使元素浓度降低,强度进一步下降,在晶界处产生氧化空洞,晶界处 碳化物在热疲劳过程中容易聚集长大,与基体的热膨胀系数不同,从而在基体和碳化 物界面上产生应力,当应力较大时,碳化物和基体分离,产生裂纹。焊接接头在加热 或冷却过程中,由于内外温差不同产生较大热应力时,可在晶界处产生裂纹,由于氧化空洞的连接,更有利于裂纹的扩展。通过调整化学成分及其采用合理的热处理工艺, 增加合金韧性,可以使晶界和晶内的元素偏析降低,晶界强度升高,抗氧化性增强, 碳化物呈小颗粒状弥散分布在整个合金中,不利于裂纹的萌生和扩展,可显著提高焊 接接头热疲劳抗力。

(2) 对焊接接头表面处理即改变表面的组织及其性能,从而提高热疲劳抗力。 主要方式是在表面渗碳、渗氮或碳氮共渗,改变焊接接头表面的组织 , 提高表面的力 学性能,从而改善表面的热疲劳性能。国外采用较多的是涂层技术,利用物理或化学 气相沉积的方法在焊接接头表面沉积一层涂层,如 TiN,Ti(C,N),Ti(B,N), CrN,Ni- W-Co 等涂层,使用涂层技术后,焊接接头性能到改善,提高热疲劳抗力。

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