BNi-7釬料真空釬焊純Fe、純Ni、純Mo、純Cr及擴散行為研究.pdf

1、316L不銹鋼因含碳量低,具有優(yōu)良的耐晶間腐蝕性能,廣泛用于制造熱交換器、冷卻器等耐腐蝕釬焊部件。采用常用的含B、Si等降熔元素的鎳基釬料如BNi-2和BNi-5釬焊不銹鋼時,容易產生溶蝕、晶界滲入脆化等不利現象, BNi-7釬料具有較低的熔點和良好的流動性,適宜釬焊不銹鋼薄壁件,但是對BNi-7釬料的組分與母材金屬之間的溶解和擴散行為的研究較少。
　　316L不銹鋼主要含有Fe、Ni、Mo、Cr等成分,因此本文采用BNi-7鎳基

2、釬料真空釬焊Fe、Ni、Mo、Cr四種純金屬,通過光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及其附帶的能譜分析儀(EDS)及數字式顯微硬度計,研究了四種純金屬釬焊接頭的溶解和擴散行為,及釬焊工藝參數對釬焊接頭組織和性能的影響規(guī)律。最后采用Thermo-Calc相圖軟件預測接頭中形成的物相,并采用DICTRA軟件模擬接頭中元素的擴散行為,進而檢驗Thermo-Calc和DICTRA軟件用于制定釬焊技術規(guī)范的可行性、可靠性,為316L不銹

3、鋼的真空釬焊規(guī)范提供理論依據和技術參考。
　　研究結果表明:采用BNi-7釬料真空釬焊Fe/Ni/Mo/Cr四種純金屬,釬焊接頭均有三部分組成,即非等溫凝固形成的釬縫中間區(qū),組織為富Cr和Fe的Ni基固溶體和Ni+Ni3P共晶組織以及Ni(Cr, Fe)-P金屬間化合物;等溫凝固形成的界面反應區(qū),組織為分布有少量Ni+Ni3P共晶組織的富Cr的Ni基固溶體組織;以及元素擴散形成的擴散影響區(qū)。對于同一種釬焊工藝參數的釬焊接頭,沿釬料

4、流入的頭部至尾部方向,固溶體組織逐漸減少,脆性化合物隨之增多,因此,釬焊接頭頭部的組織較尾部均勻,性能較尾部優(yōu)異。隨釬焊溫度的增加、釬焊保溫時間的延長以及接頭間隙的減小,釬焊接頭中的固溶體含量增多,脆性化合物含量減少,釬料和母材金屬能實現更強的冶金化學反應。釬焊接頭的顯微硬度曲線表明,接頭脆性化合物的顯微硬度最高,固溶體次之,擴散影響區(qū)最低,隨著釬焊工藝參數的優(yōu)化,接頭顯微硬度峰值下降,接頭脆性現象得到有效控制。對于Fe/Ni/Mo三種

5、純金屬,最佳釬焊規(guī)范為980℃釬焊溫度、30min釬焊保溫時間和30μm接頭間隙,對于純Cr金屬,最佳釬焊規(guī)范為980℃釬焊溫度、5min釬焊保溫時間和30μm接頭間隙。
　　Thermo-Calc軟件計算表明,純Fe釬縫中產生的物相有LIQUID、FCC_A1、BCC_A2和M3P_TETR,Ni和Fe元素富集于FCC_A1相,Cr和P則富集于BCC_A2相,與試驗結果相一致。DICTRA軟件對純Fe接頭的元素擴散模擬表明,Ni