bni7钎料真空钎焊纯fe 纯ni 纯mo 纯cr及扩散行为分析word格式论文.docxVIP

BNi-7 钎料真空钎焊纯 Fe、纯 Ni、纯 Mo、纯 Cr 及扩散行为研究 摘要316L 不锈钢因含碳量低，具有优良的耐晶间腐蚀性能，广泛用于制造热交换器、 冷却器等耐腐蚀钎焊部件。采用常用的含 B、Si 等降熔元素的镍基钎料如 BNi-2 和 BNi-5 钎焊不锈钢时，容易产生溶蚀、晶界渗入脆化等不利现象， BNi-7 钎料具有较 低的熔点和良好的流动性，适宜钎焊不锈钢薄壁件，但是对 BNi-7 钎料的组分与母材 金属之间的溶解和扩散行为的研究较少。316L 不锈钢主要含有 Fe、Ni、Mo、Cr 等成分，因此本文采用 BNi-7 镍基钎料 真空钎焊 Fe、Ni、Mo、Cr 四种纯金属，通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM） 及其附带的能谱分析仪（EDS）及数字式显微硬度计，研究了四种纯金属钎焊接头的 溶解和扩散行为，及钎焊工艺参数对钎焊接头组织和性能的影响规律。最后采用 Thermo-Calc 相图软件预测接头中形成的物相，并采用 DICTRA 软件模拟接头中元素 的扩散行为，进而检验 Thermo-Calc 和 DICTRA 软件用于制定钎焊技术规范的可行性、 可靠性，为 316L 不锈钢的真空钎焊规范提供理论依据和技术参考。研究结果表明：采用 BNi-7 钎料真空钎焊 Fe/Ni/Mo/Cr 四种纯金属，钎焊接头均 有三部分组成，即非等温凝固形成的钎缝中间区，组织为 富 Cr 和 Fe 的 Ni 基固溶体 和 Ni+Ni3P 共晶组织以及 Ni(Cr, Fe)-P 金属间化合物；等温凝固形成的界面反应区， 组织为分布有少量 Ni+Ni3P 共晶组织的富 Cr 的 Ni 基固溶体组织；以及元素扩散形成 的扩散影响区。对于同一种钎焊工艺参数的钎焊接头，沿钎料流入的头部至尾部方向， 固溶体组织逐渐减少，脆性化合物随之增多，因此，钎焊接头头部的组织较尾部均匀， 性能较尾部优异。随钎焊温度的增加、钎焊保温时间的延长以及接头间隙的减小，钎 焊接头中的固溶体含量增多，脆性化合物含量减少，钎料和母材金属能实现更强的冶 金化学反应。钎焊接头的显微硬度曲线表明，接头脆性化合物的显微硬度最高，固溶 体次之，扩散影响区最低，随着钎焊工艺参数的优化，接头显微硬度峰值下降，接头 脆性现象得到有效控制。对于 Fe/Ni/Mo 三种纯金属，最佳钎焊规范为 980℃钎焊温度、30min 钎焊保温时间和 30μm 接头间隙，对于纯 Cr 金属，最佳钎焊规范为 980℃ 钎焊温度、5min 钎焊保温时间和 30μm 接头间隙。Thermo-Calc 软件计算表明，纯 Fe 钎缝中产生的物相有 LIQUID、FCC_A1、 BCC_A2 和 M3P_TETR，Ni 和 Fe 元素富集于 FCC_A1 相，Cr 和 P 则富集于 BCC_A2 相，与试验结果相一致。DICTRA 软件对纯 Fe 接头的元素扩散模拟表明，Ni 和 Cr 的扩散模拟结果与试验结果相吻合，Fe 和 P 的扩散模拟与试验结果存在一定误差， 但误差较小，这是由于平衡凝固和非平衡凝固两种不同条件造成的。模拟计算结果表 明 Thermo-Calc 和 DICTRA 软件用于钎焊工艺的指导具有一定的科学性、可行性、可 靠性和高效性。关键词：BNi-7，316L 不锈钢，纯金属，真空钎焊，扩散行为，Thermo-CalcTHE STUDY OF JOINT BRAZED WITH BNI-7 AND ITS DIFFUSING BEHAVIOURFOR PURE FE, NI, MO, CRABSTRACTBecause of excellent performance of resistance to intergranular corrosion due to the low carbon content, 316L stainless steel is widely used in the brazing technology for heat exchangers, coolers and other corrosion-resistant parts. When brazing stainless steel using common nickel-based brazing filler, such as BNi-2 and BNi-5 with B, Si or other melting point depressants, there always are erosion, grain boundary embrittlement due to infiltration and other negative phenomena. With low melting