不锈钢真空钎焊焊接接头组织和力学性能叶片泵

不锈钢真空钎焊焊接接头组织和力学性能

不锈钢真空钎焊焊接接头组织和力学性能 2011： 序言

钎焊是采用比母材熔点低的填充材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，借钎料熔化填满母材间的间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法[1]。近年来，钎焊技术在各工业部门中占据着越来越重要的地位，尤其在电器仪表及国防工业中已成为不可取代的工艺方法。在对航空用合金如不锈钢、耐热合金、钛、铌、钽和其它一些高熔点金属进行钎焊时，一般采用真空钎焊。真空钎焊是在真空气氛中，不用钎剂而进行钎焊的一种方法。其优点在于：因不用钎剂显著提高了产品的抗腐蚀性，工艺的可控性好。目前，国内外学者对不锈钢真空钎焊工艺及其特性进行了研究，并取得了一定成果[2~3]。然而针对不同钎料对不锈钢组织和性能的探讨还较少。鉴于此况，本文主要对采用四种不同钎料的不锈钢真空钎焊焊接接头的组织和力学性能进行了对比分析。其目的是通过对比不同钎料真空钎焊接头的力学性能，来评估它们钎焊接头力学性能的差异，从而为真空钎焊工艺研究提供一定的试验数据。 1试验材料和方法 1.1试验材料 试母材选用1Cr18Ni9Ti不锈钢，其化学成分如表1所示。共采用四种钎料，分别是BNi-2和BNi-5两种镍基钎料以及BПP-1和纯铜两种铜基钎料。 1.2试验方法 1.2.1真空钎焊过程 钎焊试样的表面用400号碳化硅砂布沿一定方向打磨。钎焊前，待钎焊面及周围采用丙酮、酒精等有机溶剂进行清理，去除油污及氧化物等杂质为避免钎焊时试件的偏移，应采用适当的夹具或点固定焊定位。钎缝间隙根据母材与钎料的性质可在0.02~0.3mm之间选择。 1.2.2金相组织观察 接头的金相试样磨片一般在钎缝的横截面制取。制备过程包括观察面的粗加工、磨光、抛光、浸蚀和观察等步骤。制备好的磨片在浸蚀前用肉眼或放大镜观察钎缝是否含有未焊透、夹杂、气孔、裂纹等宏观缺陷。浸蚀液根据不同的钎料采用相应的成分。浸蚀后在显微镜下观察钎缝区的微小缺陷、钎缝、扩散区及母材金属的组织结构[3]。 金相分析包括焊缝、过渡区和母材的显微组织分析，在放大倍数为200倍下进行观察，对比用不同种钎料钎焊接头微观组织的差别。 1.2.3力学性能测试 力学性能测试根据现行国家标准GB8619－88。剪切试样的接头形式为棒状试样接头，剪切试验应在固定拉伸加载夹具上进行。拉伸和弯曲试样的接头形式为板状试样接头，力学性能测试在万能材料试验机上进行。为避免试样上出现附加的弯曲应力，所有试样均在具有可调紧固的夹具上进行[1]。 2试验结果及分析 2.1金相组织分析 2.1.1BNi-2钎料 采用BNi-2钎料钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢接头的显微组织。钎焊温度为1040℃，钎焊时间为10min。 钎缝组织由两部分组成：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。这是由于钎缝中的硼在钎焊时间内未能充分扩散，使得硼含量超过其在镍的极限固溶度，因此在钎缝中产生了硼的化合物相。 2.1.2BNi-5钎料 采用BNi-5钎料钎焊1Cr18Ni9Ti不锈钢接头的显微组织。钎焊温度为1180℃，钎焊时间为10min。 采用BNi-5钎料的焊接接头显微组织 钎缝组织中均出现了少量化合物相，钎缝中形成的化合物相的主要元素是硅。这是由于硅的原子半径比硼大，其扩散系数比

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