预防疲劳断裂的措施与疲劳断裂发生的原因是相对应的。预防措施为：改善零件的结构设计，提高表面精度，尽量减少或消除应力集中作用；提高零件的疲劳强度。提高金属零件的疲劳强度是防止零件发生疲劳断裂的根本措施，其基本途径有以下三个方面。

1.延缓疲劳裂纹萌生的时间

延缓金属零件疲劳裂纹萌生时间的措施及方法主要有喷丸强化、细化材料的晶粒尺寸，以及通过形变热处理使晶界成锯齿状或使晶粒定向排列并与受力方向垂直等。

喷丸强化是提高材料疲劳寿命的最有效方法之一，其作用超过表面涂层和改性技术及其复合处理。在镀铬之前进行有效的喷丸强化，可以抵消由于镀铬引起的材料疲劳强度降低。研究表明，喷丸强化的各因素对Ti合金微动疲劳强度均有改进作用，且依表面加工硬化、降低表面粗糙度值、引入表面残余压应力的顺序递增。在应力集中程度较严重的接触载荷下，残余压应力的作用更显著。

应该说，各种能够提高零件表面强度但不损伤零件表面加工精度的表面强化工艺，如表面淬火、渗碳、氮化、碳氮共渗、涂层、激光强化、等离子处理等，都可以提高零件的疲劳强度，延缓疲劳裂纹的萌生时间。

2.降低疲劳裂纹的扩展速率

对于一定的材料及一定形状的金属零件，当其已经产生疲劳微裂纹后，为了防止或降低疲劳裂纹的扩展，可采用如下措施：对于板材零件上的表面局部裂纹，可采取止裂孔法，即在裂纹扩展前沿钻孔以阻止裂纹进一步扩展；对于零件内孔表面裂纹，可采用扩孔法将其消除；对于表面局部裂纹，采取刮磨修理法等。除此之外，对于零件局部表面裂纹，也可采用局部增加有效截面或补金属条等措施以降低应力水平，从而达到阻止裂纹继续扩展的目的。

对于疲劳裂纹扩展过程的各种阻滞效应已有很多研究。采用大电流脉冲处理已经证实可有效延长低碳钢、钛及钛合金等的疲劳寿命。大电流脉冲对Ti-6Al-4V合金的疲劳裂纹扩展行为影响的研究结果表明，在疲劳裂纹扩展过程中，大电流脉冲影响裂纹尖端的扩展行为，裂纹尖端对裂纹的再扩展有阻滞效应，减缓疲劳裂纹的扩展，延长疲劳裂纹的扩展寿命，如图5-28所示。图5-28b表明，疲劳裂纹扩展过程中的短时卸载对N-a关系曲线没有影响（与图5-28a类似），短时卸载再经大电流脉冲处理改变了疲劳裂纹的扩展行为，即在N-a关系曲线中出现了一个缓慢的扩展区段，这个扩展区的大小约为0.30mm。超过了这个区域后疲劳裂纹扩展又恢复到正常的状态。由此可见，大电流脉冲改变了裂纹尖端的力学行为，从而影响了裂尖这一区域的裂纹扩展。(www.daowen.com)

3.提高疲劳裂纹门槛值的长度（ΔK_th）

疲劳裂纹的门槛值主要决定于材料的性质。ΔK_th值很小，通常只有材料断裂韧度的5%～10%。例如：碳素结构钢、低合金结构钢、18-8不锈钢合镍基合金的，铝合金和高强度钢的。ΔK_th是材料的一个重要性能参数。对于一些要求有无限寿命、绝对安全可靠的零件，就要求它们的工作ΔK值低于ΔK_th。

正确地选择材料和制订热处理工艺是十分重要的。在静载荷状态下，材料的强度越高，所能承受的载荷越大；但材料的强度和硬度越高，对缺口敏感性越大，这对疲劳强度是不利的，承受循环载荷的零件应特别注意这一问题。应从疲劳强度对材料的要求来考虑，一般从下列几方面进行选材：在使用期内允许达到的应力值，材料的应力集中敏感性，裂纹扩展速度和断裂时的临界裂纹扩展尺寸，材料的塑性、韧性和强度指标；材料的耐蚀性、高温性能和微动磨损疲劳性能等。

合理选择材料的先决条件是，设计者要充分了解各种材料的各种力学性能和所适用的工作条件。

图5-28 电脉冲处理对疲劳裂纹扩展N-a关系曲线的影响

a）未加电脉冲处理试样 b）电脉冲处理试样