毕业论文：非晶BNi-2镍基钎料钎焊不锈钢工艺和接头组织研究

毕业设计（论文）
题 目
非晶BNi-2镍基钎料钎焊不锈钢工艺和接头组织研究

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摘要
为了研究非晶BNi-2镍基钎料钎焊不锈钢的工艺以及不同工艺下钎焊接头的力学性能和微观组织，用非晶BNi-2镍基钎料在不同的温度和不同的保温时间下钎焊不锈钢1Cr18Ni9Ti，母材大小为40mm*35mm*1.5mm，接头采用搭接形式，搭接量为5mm，实验在真空炉中进行。实验后对试样进行了钎焊接头的力学性能的测定和焊缝区元素分布及显微组织观察与分析。
研究表明：钎焊温度和保温时间时决定钎焊接头质量的关键因素，在一定的钎焊温度下，存在一个保温时间使钎焊接头的抗剪强度达到最高，并且在一定的保温时间下，存在一个钎焊温度使钎焊接头的抗剪强度达到最高，实验表明在1050℃下保温5min能够获得最佳的接头组织。BNi- 2 钎料钎焊试样接头形式的钎缝组织由两部分构成:一部分是靠近母材与钎缝界面与之平行的固溶体组织;另一部分是位居中部的化合物相组织。

关键词：非晶镍基钎料、钎焊、不锈钢、抗剪强度、显微组织


ABSTRACT
In order to study the amorphous BNi-2 nickel-based brazing filler metal welding
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略1043字，正式会员可完整阅读）……　
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 录
摘要 - 2 -
ABSTRACT - 3 -
第1章 概 论 - 5 -
1.1课题的背景及意义 - 5 -
1.2本课题及相关领域的国内外现状和发展 - 5 -
1.3不锈钢真空钎焊的原理 - 7 -
1.4不锈钢真空钎焊工艺 - 8 -
1.4.1钎缝间隙 - 8 -
1.4.2钎焊温度和保温时间 - 8 -
1.4.3冷却速率及焊后热处理 - 9 -
1.4.4真空度 - 9 -
1.5真空钎焊设备 - 9 -
1.6本章小结 - 10 -
第2章 目标及主要工作内容 - 10 -
2.1实验材料的选取 - 10 -
2.2实验方案的确定 - 11 -
2.3钎焊时试样的固定 - 13 -
2.4抗剪强度的测定 - 14 -
2.5焊缝金相试样的制取及观察 - 14 -
2.5.1截取试样 - 14 -
2.5.2镶嵌试样 - 14 -
2.5.3金相试样的打磨、抛光与腐蚀 - 15 -
2.5.4观察与记录 - 15 -
2.6本章小结 - 15 -
第3章 实验结果及分析 - 16 -
3.1剪切试验的结果及分析 - 16 -
3.2金相组织的观察及分析 - 19 -
3.3本章小结 - 22 -
结 论 - 23 -
致 谢 - 24 -
参考文献 - 25 -


第1章 概 论
1.1课题的背景及意义
利用快速凝固技术制成的非晶态合金钎料, 近年来日益受到人们的重视;它具有制备技术简单、成分均匀、杂质含量少和使用方便等优点, 发展前景十分广阔。
镍基合金钎料是一种高温钎料,具有优良的焊接冶金及钎焊工艺性能,与大多数铁基合金一样具有满意的相容性,已被广泛应用于钎焊普通合金钢、不锈钢和高温合金等材料。利用快速凝固技术来制备非晶态合金钎料因其具有很大的过冷度和固液界面推进速度，扩大了固溶极限抑制平衡相的形成使钎料化学成分均匀，偏析显著减少。而且由于非晶型钎料的熔化温度范围极窄、熔化时间极短，因而具有良好的瞬间流动性能充分发挥毛细吸附功能，从而可获得致密的高强度接头[1]。不锈钢不仅具有优良的耐蚀性能力学性能和加工性能，而且其工作温度范围大。使其适宜于制造耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温等性能要求较高的零件和设备。
在钎焊过程中钎缝与母材发生相互扩散作用,使钎缝成分不同于钎料,从而改变钎逢性能。在适当的钎焊工艺下,钎缝为固溶体组织;如果钎焊工艺不合适,钎缝中则出现低熔点共晶体和金属间化合物。显然,固溶体组织的钎缝具有高的强度和塑性,而脆性化合物相肯定会降低钎焊接头的力学性能。此外在钎缝组织保持不变的情况下,钎焊间隙改变将导致钎缝所受的力学拘束及三轴应力状态变化,对接头强度等性能也产生一定的影响。因此，研究不同的钎焊工艺（包括钎焊温度、保温时间、钎焊间隙和钎焊压力）对钎焊接头组织和性能的影响具有重要意义。
1.2本课题及相关领域的国内外现状和发展
镍基系列钎料钎焊接头强度高、抗氧化、耐腐蚀，尤其是具有优异的高温性能，特别适用于不锈钢高温合金的钎焊在航空航天领域应用十分广泛[4]。不锈钢是工业上使用最多的材料之一，用镍基钎料对其钎焊钎缝中形成的化合物相对钎缝性能有很大的影响。
从70年代快凝急冷技术问世以来,非晶态钎料的研制也随之发展起来。美国WallCol2monoy公司(镍基钎料的发明者和最早的推广者)生产的非晶态钎料箔的厚度仅有0.04～0.03mm,最大宽度可达1m,长度可达数百米[8](但宽度愈大制造上的困难也就愈多)。目前,国内外对镍基非晶态钎料的研制已比较成熟,亦逐步商品化。镍基非晶态钎料有两个主要的特性。其一,可得到满意的钎料的形状。而镍基晶态钎料,加工特别难,大多以粉末状供应。这种粉末状钎料在实际应用时,要用粘合剂凝结,加工成所需要的形状。因为这种粘合剂在钎焊时也要熔化和凝固,所以容易在钎缝中造成气孔,难于得到精密的钎缝。非晶态钎料是通过金属液体急速冷却而得到的,是100%的金属,不会产生空隙,熔融的金属几乎不收缩,由于钎料自身的精度和强度高,故钎焊后结构的精度也相当高。其二,钎料的成分均匀。而晶态钎料,其组织不是单一相,当钎焊温度缓慢上升时,易导致低熔点组分与高熔点组分相分离,结果引起成分偏析,使钎缝的力学性能和化学性质恶化。非晶态钎料,是用急冷凝固而产生的钎料,组织均匀,不易引起成分偏析,钎缝质量稳定,接头强度波动小。又因其薄,而使钎缝窄,钎料中的合金元素向母材扩散能够顺利进行,钎缝中不形成脆性相,故可有效地消除钎缝的脆性。
原西德Aachen大学的E.Lugscheider用BNi - 2、BNi - 5、BNi - 7钎料钎焊AISI304不锈钢的试验结果指出:一定的钎料,在一定的钎焊温度下,钎焊间隙不得大于某个一定的数值,即他所谓的“临界钎焊间隙”(Critical Brazing Clearance,简写CBC)[8]。在某 ……（未完，全文共16278字，当前仅显示2927字，请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文：非晶BNi-2镍基钎料钎焊不锈钢工艺和接头组织研究》）