純Fe、Ni、Mo、Cr真空釬焊及其熱力學和動力學分析.pdf

1、不銹鋼材料以其良好的抗腐蝕能力在石油化工領(lǐng)域得到了廣泛應用,近年來有關(guān)真空釬焊不銹鋼技術(shù)的研究取得了一定進展。目前采用Ni基或混合Ni基釬料對不銹鋼進行真空釬焊已被廣泛應用在工業(yè)制造中,然而釬焊時往往存在界面化合物多、母材晶界滲入脆化及接頭界面空洞的產(chǎn)生等缺陷。
　　為了更好的了解上述缺陷產(chǎn)生的原因及設(shè)計更合理的釬料配方,有必要研究不銹鋼中的Fe、Ni、Mo、Cr元素分別對釬焊接頭組織和性能的影響。因此,本文以純Fe、Ni、Mo及

2、Cr為基材,釬焊溫度為1100℃、釬焊間隙分別為30μm和100μm、保溫時間分別為5min、30min和60min,采用BNi-2+40％BNi-5的組合釬料分別對各組純金屬進行真空釬焊。通過調(diào)整釬焊工藝參數(shù),運用金相分析、掃描電鏡分析
　　(SEM)、能譜分析(EDS)、電子探針分析、X射線衍射物相分析(XRD)及硬度分析對不同條件下的釬焊接頭顯微組織、釬縫成分分布、相組成和顯微硬度進行研究。運用相圖計算軟件Thermo-Ca

3、lc計算釬縫中可能形成的金屬間化合物以確定相的組成,利用DICTRA軟件模擬釬料中元素的擴散行為以解釋試驗結(jié)果。對釬縫的組織和相組成進行對比分析,研究保溫時間及釬焊間隙等工藝參數(shù)對釬縫的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明,在相同的釬焊工藝條件下,純Fe、純Cr釬縫中降熔元素不易擴散,極易生成脆性化合物;純Ni和純Mo釬縫中的化合物相對較少,但是純Ni釬焊接頭的界面處產(chǎn)生了空洞;只有純Mo和純Cr的釬焊過程中形成了擴散層。釬焊間隙較小時,

4、保溫時間的增加可以有效減少純Fe釬縫中的化合物,但隨著保溫時間的延長,晶界出現(xiàn)了硬度不高的Fe2B析出物;釬焊間隙越大,產(chǎn)生的化合物越多,此時延長保溫時間仍不能使B元素充分擴散,說明Fe元素可能會抑制B元素的擴散,因此要消除釬縫中的脆性化合物,控制間隙比延長保溫時間更有效。釬焊間隙較小時,純Ni接頭顯微組織完全由固溶體組成,但釬縫晶界處均產(chǎn)生了空洞,且隨著保溫時間的增加,界面處空洞的孔隙率也隨之增大;釬焊間隙越大,釬縫中的化合物越多,隨

5、著保溫時間的增加,釬縫化合物有效減少了,但界面空洞增大增多了,因此應通過控制釬焊間隙來減少接頭脆性化合物的形成。釬焊間隙較小時,延長保溫時間可使純Mo釬縫中的化合物逐漸消失,然而保溫時間過長會導致沉淀析出物的生成,有可能危害接頭的力學性能;釬焊間隙增大,隨著保溫時間的增加,釬料填縫變得不理想,說明Mo對釬料的流動不力。釬焊間隙越大,純Cr釬縫中化合物數(shù)量越多,保溫時間的增加能減少化合物的生成,因此控制釬焊間隙及延長保溫時間都能有效消除釬