CB2耐热钢的瞬时液相扩散连接工艺与组织性能研究

摘要

CB2铁素体耐热钢（ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB），因其具有优良的高温蠕变性能及抗氧化性能，而广泛应用于新一代的超超临界火电发电机组中，在生产应用过程中常常涉及到对CB2的焊接。采用传统的焊接技术连接的耐热钢接头，接头的各个区域之间其组织上存在着较大的差异，使得焊接接头在塑性变形过程中产生不一致的应变引起焊接接头的失效。相比于传统焊接方法，瞬时液相扩散连接能获得组织更为均匀、性能更好的连接接头。
　　本研究分别以Ni-Cr-B和BNi-2非晶箔片作为中间层，采用瞬时液相扩散连接技术，同时配合热处理对CB2耐热钢进行瞬时液相扩散连接。在真空实验炉中，在不同的连接温度和保温时间下对CB2耐热钢进行连接。然后，对连接接头进行焊后热处理，以改善接头的组织均匀性和强韧性。同时，对连接接头和焊后热处理接头进行扫描电子显微镜观察、拉伸试验测试、显微硬度测试和X射线衍射分析，研究CB2耐热钢瞬时液相扩散连接接头的组织和性能之间的关系。研究表明，采用瞬时液相扩散连接的方法，配合合适的焊后热处理工艺，可以实现CB2耐热钢的优质高效连接。当以Ni-Cr-B非晶为中间层时，在连接温度低于1150℃，保温时间低于600s的接头中心处有非等温凝固区域存在，随着温度的提高和时间的延长，非等温凝固区域消失。当连接参数为1150℃/1800s时，焊接接头获得最好的拉伸强度为924MPa，断后延伸率为10.9％，此时的拉伸断裂发生在焊接接头。经焊后热处理后，接头组织得到改善，接头处析出相的数量明显减少，拉伸断裂发生在母材，拉伸强度为744MPa，延伸率提升到24.9%。以BNi-2非晶为中间层，非等温凝固区仅出现在连接参数为1050℃/60s的接头中心处。连接参数为1150℃/1800s的接头有最好的拉伸强度为934MPa，断后延伸率为5.3%，断裂发生在焊接接头。经焊后热处理后，焊接接头的组织均匀性明显提高，拉伸断裂发生在母材，拉伸强度为720MPa，延伸率提升到18.3%。

目录

1 绪 论

1.1 选题意义

1.2 耐热钢的焊接

1.3 瞬时液相扩散连接

1.4 本文的主要研究内容及方法

2 试验材料及方法

2.1 试验材料

2.2 试验方法

3 以Ni-Cr-B非晶为中间层的CB2耐热钢TLP扩散连接

3.1 TLP扩散连接接头微观组织

3.2 接头力学性能

3.3 焊后热处理

3.4 小结

4 以BNi-2非晶为中间层的CB2耐热钢TLP扩散连接

4.1 TLP连接接头的微观组织

4.2 接头力学性能

4.3 焊后热处理

4.4 基体组织及性能变化

4.5 小结

5 结 论

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文