畢業(yè)論文：非晶BNi-2鎳基釬料釬焊不銹鋼工藝和接頭組織研究

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目
非晶BNi-2鎳基釬料釬焊不銹鋼工藝和接頭組織研究

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摘要
為了研究非晶BNi-2鎳基釬料釬焊不銹鋼的工藝以及不同工藝下釬焊接頭的力學(xué)性能和微觀組織，用非晶BNi-2鎳基釬料在不同的溫度和不同的保溫時(shí)間下釬焊不銹鋼1Cr18Ni9Ti，母材大小為40mm*35mm*1.5mm，接頭采用搭接形式，搭接量為5mm，實(shí)驗(yàn)在真空爐中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)后對(duì)試樣進(jìn)行了釬焊接頭的力學(xué)性能的測(cè)定和焊縫區(qū)元素分布及顯微組織觀察與分析。
研究表明：釬焊溫度和保溫時(shí)間時(shí)決定釬焊接頭質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在一定的釬焊溫度下，存在一個(gè)保溫時(shí)間使釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度達(dá)到最高，并且在一定的保溫時(shí)間下，存在一個(gè)釬焊溫度使釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度達(dá)到最高，實(shí)驗(yàn)表明在1050℃下保溫5min能夠獲得最佳的接頭組織。BNi- 2 釬料釬焊試樣接頭形式的釬縫組織由兩部分構(gòu)成:一部分是靠近母材與釬縫界面與之平行的固溶體組織;另一部分是位居中部的化合物相組織。

關(guān)鍵詞：非晶鎳基釬料、釬焊、不銹鋼、抗剪強(qiáng)度、顯微組織


ABSTRACT
In order to study the amorphous BNi-2 nickel-based brazing filler metal welding
……（新文秘網(wǎng)http://120pk.cn省略1043字，正式會(huì)員可完整閱讀）……　
ce and parallel to the base metal and the brazing seam, another was compound in the central.

Key words：nickel-based amorphous fillers，brazing, stainless steel, Shear Strength, microstructure
目 錄
摘要 - 2 -
ABSTRACT - 3 -
第1章 概 論 - 5 -
1.1課題的背景及意義 - 5 -
1.2本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展 - 5 -
1.3不銹鋼真空釬焊的原理 - 7 -
1.4不銹鋼真空釬焊工藝 - 8 -
1.4.1釬縫間隙 - 8 -
1.4.2釬焊溫度和保溫時(shí)間 - 8 -
1.4.3冷卻速率及焊后熱處理 - 9 -
1.4.4真空度 - 9 -
1.5真空釬焊設(shè)備 - 9 -
1.6本章小結(jié) - 10 -
第2章 目標(biāo)及主要工作內(nèi)容 - 10 -
2.1實(shí)驗(yàn)材料的選取 - 10 -
2.2實(shí)驗(yàn)方案的確定 - 11 -
2.3釬焊時(shí)試樣的固定 - 13 -
2.4抗剪強(qiáng)度的測(cè)定 - 14 -
2.5焊縫金相試樣的制取及觀察 - 14 -
2.5.1截取試樣 - 14 -
2.5.2鑲嵌試樣 - 14 -
2.5.3金相試樣的打磨、拋光與腐蝕 - 15 -
2.5.4觀察與記錄 - 15 -
2.6本章小結(jié) - 15 -
第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 - 16 -
3.1剪切試驗(yàn)的結(jié)果及分析 - 16 -
3.2金相組織的觀察及分析 - 19 -
3.3本章小結(jié) - 22 -
結(jié) 論 - 23 -
致 謝 - 24 -
參考文獻(xiàn) - 25 -


第1章 概 論
1.1課題的背景及意義
利用快速凝固技術(shù)制成的非晶態(tài)合金釬料, 近年來日益受到人們的重視;它具有制備技術(shù)簡(jiǎn)單、成分均勻、雜質(zhì)含量少和使用方便等優(yōu)點(diǎn), 發(fā)展前景十分廣闊。
鎳基合金釬料是一種高溫釬料,具有優(yōu)良的焊接冶金及釬焊工藝性能,與大多數(shù)鐵基合金一樣具有滿意的相容性,已被廣泛應(yīng)用于釬焊普通合金鋼、不銹鋼和高溫合金等材料。利用快速凝固技術(shù)來制備非晶態(tài)合金釬料因其具有很大的過冷度和固液界面推進(jìn)速度，擴(kuò)大了固溶極限抑制平衡相的形成使釬料化學(xué)成分均勻，偏析顯著減少。而且由于非晶型釬料的熔化溫度范圍極窄、熔化時(shí)間極短，因而具有良好的瞬間流動(dòng)性能充分發(fā)揮毛細(xì)吸附功能，從而可獲得致密的高強(qiáng)度接頭[1]。不銹鋼不僅具有優(yōu)良的耐蝕性能力學(xué)性能和加工性能，而且其工作溫度范圍大。使其適宜于制造耐腐蝕、抗氧化、耐高溫和超低溫等性能要求較高的零件和設(shè)備。
在釬焊過程中釬縫與母材發(fā)生相互擴(kuò)散作用,使釬縫成分不同于釬料,從而改變釬逢性能。在適當(dāng)?shù)拟F焊工藝下,釬縫為固溶體組織;如果釬焊工藝不合適,釬縫中則出現(xiàn)低熔點(diǎn)共晶體和金屬間化合物。顯然,固溶體組織的釬縫具有高的強(qiáng)度和塑性,而脆性化合物相肯定會(huì)降低釬焊接頭的力學(xué)性能。此外在釬縫組織保持不變的情況下,釬焊間隙改變將導(dǎo)致釬縫所受的力學(xué)拘束及三軸應(yīng)力狀態(tài)變化,對(duì)接頭強(qiáng)度等性能也產(chǎn)生一定的影響。因此，研究不同的釬焊工藝（包括釬焊溫度、保溫時(shí)間、釬焊間隙和釬焊壓力）對(duì)釬焊接頭組織和性能的影響具有重要意義。
1.2本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展
鎳基系列釬料釬焊接頭強(qiáng)度高、抗氧化、耐腐蝕，尤其是具有優(yōu)異的高溫性能，特別適用于不銹鋼高溫合金的釬焊在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛[4]。不銹鋼是工業(yè)上使用最多的材料之一，用鎳基釬料對(duì)其釬焊釬縫中形成的化合物相對(duì)釬縫性能有很大的影響。
從70年代快凝急冷技術(shù)問世以來,非晶態(tài)釬料的研制也隨之發(fā)展起來。美國WallCol2monoy公司(鎳基釬料的發(fā)明者和最早的推廣者)生產(chǎn)的非晶態(tài)釬料箔的厚度僅有0.04～0.03mm,最大寬度可達(dá)1m,長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米[8](但寬度愈大制造上的困難也就愈多)。目前,國內(nèi)外對(duì)鎳基非晶態(tài)釬料的研制已比較成熟,亦逐步商品化。鎳基非晶態(tài)釬料有兩個(gè)主要的特性。其一,可得到滿意的釬料的形狀。而鎳基晶態(tài)釬料,加工特別難,大多以粉末狀供應(yīng)。這種粉末狀釬料在實(shí)際應(yīng)用時(shí),要用粘合劑凝結(jié),加工成所需要的形狀。因?yàn)檫@種粘合劑在釬焊時(shí)也要熔化和凝固,所以容易在釬縫中造成氣孔,難于得到精密的釬縫。非晶態(tài)釬料是通過金屬液體急速冷卻而得到的,是100%的金屬,不會(huì)產(chǎn)生空隙,熔融的金屬幾乎不收縮,由于釬料自身的精度和強(qiáng)度高,故釬焊后結(jié)構(gòu)的精度也相當(dāng)高。其二,釬料的成分均勻。而晶態(tài)釬料,其組織不是單一相,當(dāng)釬焊溫度緩慢上升時(shí),易導(dǎo)致低熔點(diǎn)組分與高熔點(diǎn)組分相分離,結(jié)果引起成分偏析,使釬縫的力學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì)惡化。非晶態(tài)釬料,是用急冷凝固而產(chǎn)生的釬料,組織均勻,不易引起成分偏析,釬縫質(zhì)量穩(wěn)定,接頭強(qiáng)度波動(dòng)小。又因其薄,而使釬縫窄,釬料中的合金元素向母材擴(kuò)散能夠順利進(jìn)行,釬縫中不形成脆性相,故可有效地消除釬縫的脆性。
原西德Aachen大學(xué)的E.Lugscheider用BNi - 2、BNi - 5、BNi - 7釬料釬焊AISI304不銹鋼的試驗(yàn)結(jié)果指出:一定的釬料,在一定的釬焊溫度下,釬焊間隙不得大于某個(gè)一定的數(shù)值,即他所謂的“臨界釬焊間隙”(Critical Brazing Clearance,簡(jiǎn)寫CBC)[8]。在某 ……（未完，全文共16278字，當(dāng)前僅顯示2927字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：非晶BNi-2鎳基釬料釬焊不銹鋼工藝和接頭組織研究》）