1Cr12Mo不锈钢高频感应钎焊接头性能及其影响因素研究

摘要

1Cr12Mo不锈钢是以AISI403钢为基础,加入Mo元素,使其热强性、回火稳定性提高,同时产生二次硬化效应,改善了它的机械性能,使它具有满意的耐蚀性、疲劳强度以及减震性,在550℃以下使用的燃气轮机、汽轮机的叶片等零部件上广泛应用。此类材料的汽轮机转子动叶与拉筋的焊接目前主要采用银基钎料和人工火焰钎焊,在高温蒸汽环境中接头性能与母材相差较大,且劳动条件差,效率低,接头热影响区大,钎焊温度和接头质量不易控制。
　　针对上述问题,本文选用加热速度快、能量利用率高、易于自动控制的高频感应钎焊方法对1Cr12Mo在不同工艺条件下的钎焊接头组织和性能进行了研究。根据钎焊接头的形式首先构建了高频感应钎焊实验平台,完成了感应电源的选择,感应线圈的设计和制作,测温方式的确定和测温系统的选择,气体保护装置的设计和制作等;在此基础上,分别选用银基( BAg45CuZn)、镍基( BNi82CrSiB)和铜基(Cu58MnCo)三种不同类型的钎料进行润湿性试验及剪切强度试验,以确定一种最合适的钎料;通过对试验结果的综合评价,最终选用表面成形良好、焊接过程稳定、接头强度较高的BNi82CrSiB作为钎料。
　　针对选定的钎料,在不同的保护气氛、加热速度、钎焊温度和保温时间等工艺条件下,对 BNi82CrSiB钎料的润湿性能及接头组织和性能进行了深入研究,分析了不同工艺因素对接头组织和性能的影响规律,并通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析等手段,研究了不同工艺条件下钎缝的微观组织、钎料与母材间的相互扩散以及第二相的生成机制,并分析了其对接头力学性能的影响。
　　在实验分析研究的基础上,通过优化工艺,实现了1Cr12Mo不锈钢的高频感应钎焊温度的准确控制和接头组织和性能的控制。研究结果表明,随着温度的升高及保温时间的延长,钎焊接头的剪切强度提高,但温度过高导致母材的熔化,使其接头性能下降。优化后的工艺参数为氩气流量25L/min,加热电流600A,钎焊温度为1120℃,保温时间为90s,在此工艺下,接头组织较好,力学性能优秀。

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第一章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 感应加热技术原理及特点

1.3 感应钎焊技术及其研究与应用现状

1.4 马氏体不锈钢钎焊研究现状

1.5 本文主要研究内容

第二章 试验材料、方法与设备

2.1 试验材料

2.2 试验方法与设备

第三章 钎料的选择及其适应性研究

3.1 钎料的选择原则

3.2 1Cr12Mo钢钎料的选择

3.3 润湿性试验

3.4 不同钎料感应钎焊工艺试验

3.5 本章小结

第四章 钎料铺展性及其影响因素研究

4.1 试验过程

4.2 保护气体流量对钎料铺展性能的影响

4.3 加热电流对钎料铺展性能的影响

4.4 钎焊温度、保温时间对钎料铺展面积的影响

4.5 本章小结

第五章 钎焊接头组织与性能相关性及其影响因素研究

5.1 试验过程

5.2 接头剪切强度

5.3 接头微观组织及影响因素

5.4 断口分析

5.5 钎焊接头组织与性能的相关性

5.6 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

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