本文針對(duì)340021-01EGR冷卻器臺(tái)架實(shí)驗(yàn)斷裂失效問題，分別從斷裂裂紋及斷口形貌、釬焊結(jié)構(gòu)應(yīng)力-應(yīng)變特點(diǎn)和斷裂部位金屬學(xué)特點(diǎn)等方面進(jìn)行了分析研究，并對(duì)提高產(chǎn)品疲勞壽命的途徑進(jìn)行了探討，結(jié)論如下：
1.對(duì)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)斷裂件進(jìn)行了宏觀裂紋分析及斷口分析。裂紋宏觀分析表明斷裂多發(fā)生在釬焊圓角根部，裂紋沿釬焊圓角根部萌生和擴(kuò)展；在斷口形貌中發(fā)現(xiàn)了疲勞輝紋，說明產(chǎn)品的失效形式為疲勞斷裂；根據(jù)疲勞輝紋的間距以及斷口中的輪胎花樣判斷具體失效模式為高應(yīng)力低周疲勞斷裂；沿疲勞弧線和疲勞臺(tái)階的方向找到了位于管壁外側(cè)的疲勞源，說明斷裂是從管壁外側(cè)開始的，管壁外側(cè)存在的多疲勞源也是低周疲勞失效斷口的特征之一。


2.針對(duì)冷卻器芯體工作過程中所承受的振動(dòng)疲勞載荷，對(duì)芯體釬焊結(jié)構(gòu)簡化模型進(jìn)行了靜態(tài)加載應(yīng)力-應(yīng)變分析，結(jié)果顯示，對(duì)于X、Y、Z三個(gè)方向的加載，應(yīng)力集中部位均出現(xiàn)在釬焊圓角根部，且垂直于冷卻管軸線方向的加載使釬焊圓角部位應(yīng)力集中，實(shí)際測(cè)得的應(yīng)力值接近于304L不銹鋼焊后的屈服強(qiáng)度和釬焊接頭中化合物相的抗拉強(qiáng)度，說明振動(dòng)過程中釬焊圓角根部產(chǎn)生的應(yīng)力集中是引起釬焊接頭疲勞失效的力學(xué)因素。

3.對(duì)BNi-5釬焊不銹鋼304L接頭中釬焊圓角根部的X射線衍射結(jié)果及根部組織各相成分的能譜分析表明，在釬焊圓角部位生成了固溶體和復(fù)雜的化合物相，主要為硅化鎳和鎳鉻硅化合物相；對(duì)冷卻器芯體釬焊接頭斷裂金屬學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行分析表明，斷裂是從管壁外側(cè)向內(nèi)發(fā)生的，裂紋在釬焊圓角根部的化合物相（硅化鎳和鎳鉻硅化合物相）中萌生和擴(kuò)展，說明釬焊圓角根部的化合物相是引起疲勞斷裂的主要冶金因素，釬焊接頭中存在的顯微裂紋也可能成為引發(fā)疲勞斷裂的疲勞源；另外，由于釬焊溫度過高，母材的溶解以及晶粒的長大也將造成疲勞壽命的下降。
4.從冷卻器芯體結(jié)構(gòu)、釬焊工藝以及材料方面探討了提高釬焊接頭斷裂疲勞壽命的途徑。在芯體結(jié)構(gòu)改進(jìn)方面，對(duì)不同冷卻管直徑和管壁厚度模型進(jìn)行了加載應(yīng)力計(jì)算，結(jié)果說明，適當(dāng)增加冷卻管的直徑和管壁厚度均可以降低釬焊圓角部位的應(yīng)力集中效應(yīng)，減少斷裂發(fā)生的可能性；實(shí)驗(yàn)證明通過改變釬焊工藝來提高冷卻器的振動(dòng)疲勞壽命是不可行的；在材料改進(jìn)方面，對(duì)一種低熔點(diǎn)釬料XHBNi-5進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，X射線及能譜分析表明，釬焊圓角組織主要為鎳基固溶體、鎳鉻磷化合物及兩者共晶相。對(duì)新釬料所做的實(shí)驗(yàn)表明，該釬料具有優(yōu)越的流動(dòng)性和潤濕性，對(duì)母材溶解量小，母材晶粒長大程度小，強(qiáng)度下降少。另外用XHBNi-5釬料釬焊的冷卻器仿真件通過了振動(dòng)和冷熱沖擊的可靠性試驗(yàn)，說明新釬料具有實(shí)際應(yīng)用的前景。http://www.lmjjj.com