BNi-7釬料真空釬焊純Fe、純Ni、純Mo、純Cr及擴(kuò)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(shí),容易產(chǎn)生溶蝕、晶界滲入脆化等不利現(xiàn)象, BNi-7釬料具有較低的熔點(diǎn)和良好的流動(dòng)性,適宜釬焊不銹鋼薄壁件,但是對(duì)BNi-7釬料的組分與母材金屬之間的溶解和擴(kuò)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(guò)光學(xué)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(shù)字式顯微硬度計(jì),研究了四種純金屬釬焊接頭的溶解和擴(kuò)散行為,及釬焊工藝參數(shù)對(duì)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(yù)測(cè)接頭中形成的物相,并采用DICTRA軟件模擬接頭中元素的擴(kuò)散行為,進(jìn)而檢驗(yàn)Thermo-Calc和DICTRA軟件用于制定釬焊技術(shù)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(jù)和技術(shù)參考。
　　研究結(jié)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(yīng)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?cái)U(kuò)散形成的擴(kuò)散影響區(qū)。對(duì)于同一種釬焊工藝參數(shù)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?jī)?yōu)異。隨釬焊溫度的增加、釬焊保溫時(shí)間的延長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的冶金化學(xué)反應(yīng)。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(kuò)散影響區(qū)最低,隨著釬焊工藝參數(shù)的優(yōu)化,接頭顯微硬度峰值下降,接頭脆性現(xiàn)象得到有效控制。對(duì)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(shí)間和30μm接頭間隙,對(duì)于純Cr金屬,最佳釬焊規(guī)范為980℃釬焊溫度、5min釬焊保溫時(shí)間和30μm接頭間隙。
　　Thermo-Calc軟件計(jì)算表明,純Fe釬縫中產(chǎn)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(yàn)結(jié)果相一致。DICTRA軟件對(duì)純Fe接頭的元素?cái)U(kuò)散模擬表明,Ni