耐热钢高温钎焊与扩散焊的组织与性能_陈思杰
- 格式：pdf
- 大小：674.00 KB
- 文档页数：3
下载文档原格式
合集下载
钎焊及扩散焊【2024版】
加入Cr、 Co可使钎料 提高高温抗 氧化性和热 强性，接头 工作温度可 达600～ 700℃。
硬钎料
（5）镍基钎料 Ni-B共晶点1140℃（4%B）。B显著提
高高温强度，改善润湿性，但使溶蚀增加， 形成化合物变脆。
Ni-Si共晶点1152℃（11%Si）。Si可 溶于Ni中形成固溶体，超过6%Si，会产生脆 的化合物。
当缺少氯化锌时，可以把锌放入盐酸中直接使 用。
为提高活性，常配加NH4Cl。
无机软钎剂去氧化物的能力强，热稳定性好，保证 钎焊质量。其残渣有强的腐蚀性，钎后应清除。
钎剂
钎剂
2.有机软钎剂 用于电子行业，其组成有： ①有机酸 乳酸、硬脂酸、水杨酸、油酸等； ②有机胺盐 盐酸苯胺、磷酸苯胺、盐酸肼、盐酸二乙胺等； ③胺和酰胺类 尿素、乙二胺、乙酰胺、三乙醇胺等； ④天然树脂 松香等。 松香在127℃熔化，150℃可以表现出能溶解 Cu、Ag、Sn 等氧
• Cd基钎料：主要为镉银合金，耐热性、抗腐蚀性 能好。
• Zn基钎料 • Au基软钎料 • 其他低熔点软钎料。包括：
①In（铟）基钎料 ②Bi（铋）基钎料 ③Ga（镓）基钎料 • 无铅软钎料
软钎料
锡铅钎料：共晶成分的机械性能最好；表面张力小， 则润湿性好；铺展、填缝性好。加入Sb（＜3%） 可减少液态钎料的氧化；加入Ag、Sb可提高高温性能。Sn 有冷脆性。钎焊接头工作温度一般不高于100℃。
Ni-P共晶点880℃（11%P）。 P不溶于 Ni，易形成一系列化合物变脆。
硬钎料
（6）自钎剂钎料 既能填充钎缝金属，又能起钎剂作用的钎料称之。即自
身含有起到钎剂作用的微量或一定量元素的钎料。 要求： 1）钎料内含有较强的还原剂，钎焊时能还原母材表面氧
硬钎料
（5）镍基钎料 Ni-B共晶点1140℃（4%B）。B显著提
高高温强度，改善润湿性，但使溶蚀增加， 形成化合物变脆。
Ni-Si共晶点1152℃（11%Si）。Si可 溶于Ni中形成固溶体，超过6%Si，会产生脆 的化合物。
当缺少氯化锌时，可以把锌放入盐酸中直接使 用。
为提高活性，常配加NH4Cl。
无机软钎剂去氧化物的能力强，热稳定性好，保证 钎焊质量。其残渣有强的腐蚀性，钎后应清除。
钎剂
钎剂
2.有机软钎剂 用于电子行业，其组成有： ①有机酸 乳酸、硬脂酸、水杨酸、油酸等； ②有机胺盐 盐酸苯胺、磷酸苯胺、盐酸肼、盐酸二乙胺等； ③胺和酰胺类 尿素、乙二胺、乙酰胺、三乙醇胺等； ④天然树脂 松香等。 松香在127℃熔化，150℃可以表现出能溶解 Cu、Ag、Sn 等氧
• Cd基钎料：主要为镉银合金，耐热性、抗腐蚀性 能好。
• Zn基钎料 • Au基软钎料 • 其他低熔点软钎料。包括：
①In（铟）基钎料 ②Bi（铋）基钎料 ③Ga（镓）基钎料 • 无铅软钎料
软钎料
锡铅钎料：共晶成分的机械性能最好；表面张力小， 则润湿性好；铺展、填缝性好。加入Sb（＜3%） 可减少液态钎料的氧化；加入Ag、Sb可提高高温性能。Sn 有冷脆性。钎焊接头工作温度一般不高于100℃。
Ni-P共晶点880℃（11%P）。 P不溶于 Ni，易形成一系列化合物变脆。
硬钎料
（6）自钎剂钎料 既能填充钎缝金属，又能起钎剂作用的钎料称之。即自
身含有起到钎剂作用的微量或一定量元素的钎料。 要求： 1）钎料内含有较强的还原剂，钎焊时能还原母材表面氧
40Cr钢钎头高频钎焊后的热处理
40Cr钢钎头高频钎焊后的热处理
杨蕴林;徐春花
【期刊名称】《洛阳工学院学报》
【年(卷),期】1993(14)4
【摘要】本文对40Cr 钢钎头高频钎焊后进行端冷处理和油—空冷处理,使易失效部位获 B+M 复合组织,提高了其综合机械性能。
【总页数】5页(P7-11)
【关键词】高频钎焊;热处理;铬钢;凿岩机;钻头
【作者】杨蕴林;徐春花
【作者单位】洛阳工学院材料系
【正文语种】中文
【中图分类】TU631
【相关文献】
1.40Cr钢钎焊钎头的热处理 [J], 樊孝英
2.40Cr钢纤头高频钎焊后的热处理 [J],
3.40Cr钢焊接区表面高频淬火后的超塑焊接 [J], 陈卫;杨蕴;林林斌;王长生
4.40Cr钢齿轮高频感应加热后的水淬处理 [J], 虞斌
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
700℃超超临界机组用国产新型耐热钢与焊接汇报材料
2019/8/9
截止到2011年底，在运行的1000MV超超临界 机组已达40余台，中国已经成为世界上拥有超 超临界机组最多的国家。也因此是积累超超临 界机组的设计、制造、安装和运行经验丰富的 国家。
2019/8/9
虽然我国超超临界机组取得了举世瞩目的发展， 但国内制造企业技术创新的瓶颈仍然明显，主 要表现在超超临界机组用高温高强度钢材及焊 接材料国产化研制和应用性研究工作薄弱，超 超临界机组600℃等级新型耐热钢及焊接材料 尚未完全实现国产化，目前部分还依赖进口， 价格居高不下和货源紧缺制约超超临界机组发 展。
我国正在建设的USC机组大量采用的新型铁素 体耐热钢为SA213-T23、T91、T92；SA335P91、P92、P122及新型奥氏体耐热钢为 A213M-S30432(SUPER304H)、 TP310HCbN(HR3C)。SC/USC锅炉承压部件 用钢选择。如表一
2019/8/9
表一 SC/USC锅炉承压部件用钢
(3)开发出合格的适合于AD700机组蒸汽参数的先进镍基 锅炉和汽轮机材料并改进现有的奥氏体和铁素体钢。
2019/8/9
(4)镍基合金的研发，目标是700℃、105h的蠕 变强度大于100Mpa。700℃-750℃条件下进 行的新材料试验，包括强度、蠕变特性、脆性、 抗氧化性能等。
目前AD700计划已经进入工业试验阶段，预计在 2020年前，700℃参数超超临界机组将投入商 业运行。
2019/8/9
从2003年起，我国发电设备制造企业与国外 制造商合作，引进大型超超临界火电机组技术。 上海、哈尔滨和东方三大动力集团分别从西门 子、三菱以及日立公司等引进了超超临界技术。 2006年11月、12月采用引进技术生产的 1000MV超超临界火电机组分别在玉环电厂、 邹县电厂成功投运，标志着我国电力设备的制 造水平跨上了一个新的高度。
截止到2011年底，在运行的1000MV超超临界 机组已达40余台，中国已经成为世界上拥有超 超临界机组最多的国家。也因此是积累超超临 界机组的设计、制造、安装和运行经验丰富的 国家。
2019/8/9
虽然我国超超临界机组取得了举世瞩目的发展， 但国内制造企业技术创新的瓶颈仍然明显，主 要表现在超超临界机组用高温高强度钢材及焊 接材料国产化研制和应用性研究工作薄弱，超 超临界机组600℃等级新型耐热钢及焊接材料 尚未完全实现国产化，目前部分还依赖进口， 价格居高不下和货源紧缺制约超超临界机组发 展。
我国正在建设的USC机组大量采用的新型铁素 体耐热钢为SA213-T23、T91、T92；SA335P91、P92、P122及新型奥氏体耐热钢为 A213M-S30432(SUPER304H)、 TP310HCbN(HR3C)。SC/USC锅炉承压部件 用钢选择。如表一
2019/8/9
表一 SC/USC锅炉承压部件用钢
(3)开发出合格的适合于AD700机组蒸汽参数的先进镍基 锅炉和汽轮机材料并改进现有的奥氏体和铁素体钢。
2019/8/9
(4)镍基合金的研发，目标是700℃、105h的蠕 变强度大于100Mpa。700℃-750℃条件下进 行的新材料试验，包括强度、蠕变特性、脆性、 抗氧化性能等。
目前AD700计划已经进入工业试验阶段，预计在 2020年前，700℃参数超超临界机组将投入商 业运行。
2019/8/9
从2003年起，我国发电设备制造企业与国外 制造商合作，引进大型超超临界火电机组技术。 上海、哈尔滨和东方三大动力集团分别从西门 子、三菱以及日立公司等引进了超超临界技术。 2006年11月、12月采用引进技术生产的 1000MV超超临界火电机组分别在玉环电厂、 邹县电厂成功投运，标志着我国电力设备的制 造水平跨上了一个新的高度。
钎焊及扩散焊技术与应用
内容摘要
本书还通过丰富的实例，展示了钎焊和扩散焊在各种不同材料和场合下的应用，使读者能够更加 全面地了解这两种焊接技术的实际应用价值。 在总结部分，本书强调了钎焊和扩散焊技术在现代工业中的重要地位。随着科技的不断进步，新 的焊接材料、工艺和设备不断涌现，为钎焊和扩散焊技术的发展带来了新的机遇和挑战。因此， 本书也着重讨论了钎焊和扩散焊技术的发展趋势和未来发展方向，为读者提供了有益的参考和启 示。 《钎焊及扩散焊技术与应用》是一本全面介绍钎焊及扩散焊技术的专业书籍。通过阅读本书，读 者可以深入了解钎焊和扩散焊的基本原理、工艺技术和应用实例，为在实际工作中应用这两种焊 接技术提供有益的指导和帮助。本书还为读者提供了丰富的
阅读感受
《钎焊及扩散焊技术与应用》这本书为我提供了一个全面了解钎焊与扩散焊 技术的平台。通过阅读，我对这两种焊接方法有了更为深入的认识，同时也获得 了许多宝贵的实践经验。我相信，这些知识将对我未来的研究与工作产生积极的 影响。在பைடு நூலகம்后的学习和工作中，我将继续焊接技术的发展动态，努力提升自己的 专业素养，为推动我国焊接技术的进步贡献自己的力量。
精彩摘录
钎焊与扩散焊技术的应用领域之广泛令人惊叹。从精密电子元件的焊接到大 型机械结构的组装，从高温炉管的修复到航空航天器的制造，这些技术都发挥着 至关重要的作用。它们不仅提高了生产效率，还为产品的质量提供了保障。
精彩摘录
书中还提到了钎焊与扩散焊技术的发展趋势和未来展望。随着新材料、新工 艺的不断涌现，钎焊与扩散焊技术也面临着新的挑战和机遇。如何提高连接效率、 降低能耗、减少环境污染、实现智能化焊接等，都是未来研究的重要方向。
精彩摘录
精彩摘录
钎焊，一种将两种或两种以上材料通过加热熔化实现原子间连接的方法，是 现代工业制造中不可或缺的技术手段。在《钎焊及扩散焊技术与应用》一书中， 我们看到了钎焊和扩散焊技术的独特魅力和广泛应用。
焊接温度对连续油管TLP扩散焊接头组织与性能的影响
焊接温度对连续油管TLP扩散焊接头组织与性能的影响丁光柱;陈思杰;李报【摘要】采用FeNiCrSiB与BNi2非晶箔复合中间层,在氩气保护下进行了连续油管CT80瞬时液相扩散焊.焊接压力P=3MPa,采用双温工艺焊接,从室温升高至1240℃,保温30s,然后降至焊接温度T B=1200、1210及1220℃,焊接时间tF=120s.分析了焊接温度对接头显微组织与性能的影响,测试了不同焊接温度下接头抗拉强度及显微硬度,并观察了拉伸断口形貌.结果表明,随着焊接温度升高,焊缝中夹杂逐渐消失,接头抗拉强度增加,显微硬度降低.T B=1200、1210及1220℃时,接头的抗拉强度分别为547、613及618MPa,显微硬度分别为330 HV、271 HV、259 HV.【期刊名称】《材料科学与工程学报》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】5页(P228-232)【关键词】连续油管;瞬时液相扩散焊;焊接温度;显微组织;力学性能【作者】丁光柱;陈思杰;李报【作者单位】河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454000;中国电建集团河南工程有限公司,河南郑州 450001;河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454000;中国电建集团河南工程有限公司,河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TG453+.91 前言连续油管(Coiled Tubing，CT)是相对丝扣连接的常规油管而言的一种高强度、高塑性油气管材。
随着CT的钢级从最初的CT55发展到CT110(对应强度级别为483和793MPa)，被广泛地用于老井侧钻及加深、修井、完井等作业中，特别是在微小井眼钻井、欠平衡钻井及侧钻水平井领域具有明显的优势，被誉为“万能管”[1-2]。
CT长度可达几千米，由若干段百米以上的柔性管对焊而成[3]，因此CT对焊技术成为其生产和使用过程中不可或缺的关键技术之一[4]。
高温钎焊与扩散焊作业
摘要：镍基高温钎焊合金具有优异的高温强度、抗氧化性和耐腐蚀性，同时又具有良好的钎焊工艺性能。
镍基钎料焊接的部件，工作温度通常可高达1000℃，所以镍基钎焊合金成为各种不锈钢、耐热钢，尤其是各类高温合金广为采用的一种高温钎料。
一、镍基钎料中合金元素及其作用镍的塑性极佳，但常温和高温下强度均不高，因此，必须加入能与镍形成共晶或低熔固溶体等降低镍合金熔点的元素，同时还应增添强化元素，才能组成合适的钎焊合金。
[1]镍基钎料以镍为基体，并添加能降低其熔点及提高强度的元素组成。
镍基钎料具有优良的抗腐蚀性和耐热性，钎焊接头可以承受的工作温度高达1000℃。
常用于钎焊不锈钢、镍基合金和钴基合金。
镍能与S、Sb、Sn、P、Si、B、Be 等形成低熔点共晶，但从高温钎料的角度出发，只有添加P、Si、B等元素比较合适。
由镍合金相图和钎焊性能试验得知，硼和硅能显著降低镍的熔点，而又不致损害镍合金的高温性能，硼尚能增加镍合金的强度。
另外，硼和硅可有效地改善钎料的润湿性和流动性，由于硼、硅对氧的亲和力相当大，能还原基体金属表面以及钎料表面的氧化物，生成熔点较低的氧化硼、硅酸硼并进一步与其它高熔点氧化物形成低熔点和低粘度的复合化合物，从而起到良好的自钎作用，故硼和硅是各类镍基钎焊合金使用较普遍的二个合金元素。
[2]根据Ni-B相图，硼可使镍硼系熔化温度迅速下降，当硼含量达到16.6%（原子分数）时形成Ni和Ni3B的共晶组织，熔点为1080℃。
硼不溶于镍。
从Ni-Si相图，当硅含量11.4%（原子分数）时镍同Ni5Si2形成共晶，熔点为1150℃。
共晶体为α镍固溶体和Ni3Si，硅在镍中的饱和溶解度达8.7%。
磷能大大降低镍的熔点，从Ni-P相图，当磷含量达11%（原子分数）时形成熔点为880℃的共晶。
磷不溶于镍，磷和镍形成一系列脆性化合物。
此外，Si能降低熔点的同时还增加流动性。
B和P是降低钎料熔点的主要元素，并能改善润湿能力和铺展能力。
310S耐热不锈钢TIC焊接接头组织与力学性能研究
摘 要： 采 用 钨 极 氩 弧 焊焊 接方 法 ， 以不 同 的焊 接 工 艺方 案 对 ３ １ ０ Ｓ奥 氏体 耐 热 不锈 钢进 行 焊 接 试 验 ． 焊接试验完成 以
后 观 察 焊 缝 成 形 的 外 观 质量 ， 采 用 金 相 显微 镜 对 焊 接 接 头 进 行 显 微 组 织 观 察 分 析 ， 并进行力学性能测试． 结果表明 ： 在 焊 接 电流 Ｉ ＝ １ ４ ０Ａ、 焊接速度 Ｖ ＝ ０ ． ３ ２ ｍ ／ ｍｉ ｎ的焊 接 工 艺 方 案 下 ， 焊缝外观质量优 良， 焊 接 接 头 的 组 织 和 性 能 是 最 优 的． 在该 焊接工艺方案下 ， 焊缝 区的晶粒组织 细小均匀 ， 拉 伸 试 验 的 断 裂 位 置 在 母 材 区域 ， 并 且 焊 接 接 头 的 抗 拉 强 度 为
其 在高 温 下 长 时 间工 作 的一 系列 脆 化 等 问题 ¨ １ ．
奥 氏体 耐 热 不锈 钢 的金 相组 织 一 般 是单 一 的 奥 氏体 组 织 ， 比较 容 易 获 得 连 续 完 整 的焊 接 接 头 ． 但 如 果
焊 接工 艺 设 计 不合 理 ， 焊 接 接 头容 易 出现 热裂 纹 、 铬 的碳 化 物 析 出 、 接 头 脆 化 等许 多 问题 ， 使 焊接 接 头 使 用
文章编号
１ ０ ０ ４ — ６ ４ １ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ １ ０ ． ０ ４
３ １ ０ Ｓ耐 热 不锈 钢 Ｔ Ｉ Ｃ 焊 接接 头 组 织 与 力 学 性 能研 究
涂耀耀 ， 孙有平 ， 白兆 军 ， 韩 俊
（ 广西科技大学 机械工程学院 ， 广西 柳州 ５ ４ ５ ０ ０ ６ ）
温组织［ ． Ｃ ｒ ｅ ｑ ： Ｃ ｒ ％＋ １ ． ３ ７ Ｍｏ ％＋ １ ． ５ Ｓ ｉ ％＋ ２ Ｎ ｂ ％＋ ３ Ｔ ｉ ％
高温真空钎焊炉中焊接接头的扩散行为与界面稳定性方法
高温真空钎焊炉中焊接接头的扩散行为与界面稳定性方法引言高温真空钎焊技术是一种常用于金属材料连接的方法，具有优异的连接强度和界面稳定性。
在高温真空环境下，钎料熔化并与连接材料扩散交互，形成连接接头。
本文将探讨高温真空钎焊炉中焊接接头的扩散行为与界面稳定性方法。
一、高温真空钎焊炉中的扩散行为在高温真空钎焊炉中，焊接接头的扩散行为是实现均匀强接头的关键。
扩散是指在高温下，钎料与连接材料之间的原子或分子在接触面上的相互迁移。
扩散行为受到多种因素的影响，如温度、时间、压力、材料本身的化学成分等。
温度是影响扩散行为的主要因素。
较高的温度有助于原子或分子的迁移和相互交换，从而促进接头的扩散过程。
然而，过高的温度可能导致材料的熔化和不均匀的扩散，损害接头的质量。
时间是另一个重要的因素。
足够的时间可以增加扩散的机会，提高接头的强度。
然而，过长的时间可能产生过多的扩散，导致接头的过度互溶甚至分解。
压力可以促进接头的紧密结合，增加扩散的效果。
适当的压力可以提高接头的稳定性和强度。
然而，过高的压力可能导致破坏接头的形态，并产生不均匀的扩散。
材料本身的化学成分对扩散行为也有影响。
不同的材料具有不同的原子尺寸、相互作用力和结构特性，因此其扩散速率和扩散路径也不同。
同时，钎料和连接材料之间的相容性对接头的扩散行为和界面稳定性至关重要。
二、高温真空钎焊炉中的界面稳定性方法为了提高接头的稳定性和强度，人们采用了一系列方法来控制界面稳定性。
1. 选择合适的钎料和连接材料：钎料和连接材料之间应具有良好的相容性和化学稳定性。
合适的材料选择可以减少界面反应，防止扩散行为过度进行。
2. 控制加热温度和时间：合适的加热温度和时间可以提供适当的扩散机会，同时避免过度熔化和扩散。
温度和时间的选择应根据具体材料和焊接要求进行调整。
3. 控制压力：恰当的压力有助于提高接头的紧密结合和界面的稳定性。
通过控制加热过程中的压力变化或使用外部压力装置可以实现对压力的控制。
一种两步法高温钎焊碳纤维增强碳基复合材料的方法[发明专利]
专利名称：一种两步法高温钎焊碳纤维增强碳基复合材料的方法
专利类型：发明专利
发明人：曹健,贺宗晶,李淳,董士博,亓钧雷,冯吉才
申请号：CN201810068104.4
申请日：20180124
公开号：CN108274086B
公开日：
20220301
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种两步法高温钎焊碳纤维增强碳基复合材料的方法，它涉及一种钎焊碳纤维增强碳基复合材料的方法。
本发明是为了解决目前Cf/C复合材料的高温钎焊的力学性能差的技术问题。
本发明：一、制备共晶Ti‑Si系钎料；二、制备钎料片；三、制备Cf/C复合材料的熔渗层；四、Cf/C复合材料的钎焊。
本发明采用14Ti‑86Si共晶钎料在高温实现了碳纤维增强碳基复合材料的无压钎焊连接，两步钎焊法有效地提高了Cf/C复合材料的连接质量。
本发明应用于焊接领域。
申请人：哈尔滨工业大学
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
国籍：CN
代理机构：哈尔滨市松花江专利商标事务所
更多信息请下载全文后查看。
1cr18ni9ti扩散钎焊接头组织及性能
获得了合适的工艺参数:焊接温度1 060 P 温时间
乡么必力乡務龙生产应用，殍
20 min、扩散处理温度1 000 P保温60 min、钎料厚度
50 pm。
(2) 对钎焊接头显微组织 分析,钎料与母材形
成了 ，
焊， 组织 。
(3) 对 焊接头
温力学性能测试，
焊
接头抗拉强度与不 母材相当，而断后伸长率及断
(a)沟槽模拟件截面
图5沟槽模拟件扩散钎焊外观形貌
(")钎缝微观组织形貌
图7沟槽模拟件截面及钎缝微观组织形貌
(a)钎缝成分分析
图6沟槽模拟件30 MPa液压试验变形情况
2.2.2 界面微观组织分析
图7为 模拟件截面及 微观组织形貌，可
以看
与盖板已形成了 ，
和母材界面
存在溶蚀现象。图8
模拟件的焊接头常温拉伸试件外观形貌，从图
中可以看 焊接头都断裂在 ，断
齐平，拉
长和缩颈现象不明显，说明接头断后伸长率及断面收
缩率都低于母材#
类别-
表2扩散钎焊接头力学性能
拉度心/MPa
断后伸长率断面收缩率
实测值
值
'(%)
((%)
534
24
21
613
38.5
27
接头
601
590.8
37
26
605
。
对 模拟件 27 MPa保持10 min
度考核
(产品设计要求)，试件无变形、无 。纟
30 MPa,试件边缘出现鼓起现象， 增
部位
,
，如图6所示。由
模拟件边缘采
用熔焊 封焊，导 边缘区域出现焊接变形，同时在
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
DOI:10.14158/ki.1001-3814.2010.15.008 上半月出版
Casting·Forging·Welding 金属铸锻焊技术
耐热钢高温钎焊与扩散焊的组织与性能
陈思杰， 赵丕峰 （河南理工大学 材料科学与工程学院，河南 焦作 454003）
摘 要： 采用 BNi2 合金箔作中间层，氩气 保 护 ，对 15CrMoR 和 12Cr1MoV 耐 热 钢 管 进 行 了 高 温 钎 焊 和 瞬 时 液 相
1 实验材料与方法
实 验 母 材 为 15C rMoR 钢 管 和 12Cr1MoV 钢 管 ，规格为 准63.5 mm × 5 mm，化 学 成 分 和 力 学 性 能 见表 1、2，其连接端面精车。 实验用非晶中间层合金 为 BNi2，化 学 成 分 （质 量 分 数 ，%）为 ：3Si，6Cr，5B， 其余Ni，其厚度为 35～40 μm，熔点 970～1000 ℃。
CHEN Sijie, ZAO Pifeng
(School of Materials Science & Engineering , Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003, China)
Abstract： Heat resistance steel 15CrMo and 12Cr1MoV pipes were joined by high temperature brazing and transient liquid-phase diffusion bonding (TLP) using BNi2 amorphous alloy as filler in argon atmosphere. Microstructural evolution and composition distribution as well as mechanical properties of the heat resistance steel tube during high temperature brazing and transient liquid phase bonding were investigated. The results indicate that, using BNi2 as filler , 12Cr1MoV steel pipes can be joined by TLP bonding, and the tensile strength of the joint at room temperature is equal to or greater than that of the substrate; but the welded joint of 15CrMo steel pipe with high temperature brazing has poor performance because of the generation of brittle compounds.
12Cr1MoV steel
15CrMoR 12Cr1MoV
Rm / MPa
490～580 500～640
Rp0.2 / MPa
>240Βιβλιοθήκη >255A (%)>26 >19
2～10 MPa，实验工艺曲线如图 1 所示。 高温钎焊和 TLP 焊 的 区 别 就 是 不 加 压 力 。 由 于 母 材 空 冷 容 易 淬上火， 所以焊后冷却到 100 ℃启动电源， 加热到 650 ℃ 进 行 高 温 回 火 ， 回 火 时 间 为 8 min。 采 用 WES-600W 万 能 试 验 机 ， 按 GB2651-89 《 焊 接 接 头 拉伸试验方法》及 GB2653-89《焊接接头弯曲及压扁 试验方法》进行拉伸及弯曲试验。图 2 为拉伸及弯曲 试样取样示意图。分别取 0、3、6 和 9 等 4 个位置，每 一个位置分别取 1 个拉伸试样和 2 个弯曲试样 （面 弯 和 背 弯 ）。 采 用 扫 描 电 镜 （SEM）、电 子 探 针 （EPMA）等检测技术，对耐热钢高温钎焊和 TLP 焊连接 界面的组织特征和成分进行分柝研究。
钢种 C Si Mn P S Ni Cr Mo V Fe
15CrMoR 0.15 0.21 0.60 0.035 0.035 - 0.80 0.50 - 其余 12Cr1MoV 0.12 0.20 0.55 0.035 0.035 0.10 1.10 0.50 0.23 其余
表 2 15CrMoR 和 12Cr1MoV 钢的常温力学性能 Tab.2 The mechanical properties of 15CrMoR and
温度/ ℃
等温凝固
1200
900 ℃
× 10 s 900
回火
600
300
0 1 2 34 5 67 8 9 时间 / min 图 1 实验工艺曲线
Fig.1 Experiment process of TLP bonding
W01 L9
W02 L0
W92
W31
W91
W32
L6
L3
W62 W61
图 2 钢管拉伸（L）弯曲（W）试样取样位置 Fig.2 Sampling point of the steel pipes
收 稿 日 期 ：2010-01-19 基金项目：河南理工大学院士基金资助项目(648282) ；河南理工大学
博 士 基 金 项 目 (648313) 作 者 简 介 ：陈思杰（1964- ），男，河南沁阳人，副教授，博士，硕士生导
师，研究方向：材料先进连接技术与相变理论，已发表论文 30 余篇；电话：0391-3989385；E-mail：chen_sijie@
20 μm
图 4 12Cr1MoV 钢 TLP 焊接头的显微组织 Fig.4 Microstructure of TLP bonding joint of
12Cr1MoV steel
中间层是镍基合金，镍原子扩散能力较弱，所以在接 头心部镍的浓度出现峰值， 但因为镍可与铁形成无 限固溶体，所以对接头性能没有大的影响，接头区以
线能量、选择合理的热处理温度，以避免在敏感温度 区 间 停 留 时 间 过 长 。 Cr-Mo 钢 及 其 焊 接 接 头 在 350～500 ℃长 期 运 行 过 程 中 发 生 的 脆 变 现 象 称 为 回火脆性， 防止回火脆性的主要措施是降低母材以 及焊缝中的 O、P、S 等元素的含量。 高温钎焊和瞬时 液相扩散焊 耐热钢管 ， [2-4] 技 术独特，工艺 先进，具有 耐高温、耐腐蚀、耐冲刷和磨损，是一种可靠性较高 的焊接技术。采用瞬时液相扩散焊（TLP 焊）新工艺， 不需开坡口，采用非晶箔做中间层，消除了焊缝中的 有 害 杂 质 ，有 利 于 提 高 焊 接 接 头 的 性 能 [5]。
Key words： 15CrMo; 12Cr1MoV; high temperature brazing; TLP bonding; microstructure and property
15CrMoR 钢属于低合金耐热钢，具有足够的蠕 变强度、持久强度和持久塑性，有着良好的高温组织 稳定性、高温抗氧化性(耐热性) 及加工工艺性。 这些 特性使其非常适于制造压力容器。 15CrMoR 钢焊接 时主要有热影响区淬硬性、 消除应力处理裂纹倾向 及回火脆性等问题[1]。12Cr1MoV 是低合金珠光体耐 热钢，具有很好抗氧化性和热强性，工作温度可达到 600 ℃， 广泛应用于制造蒸汽动力发电设备。 由于 Cr-Mo 耐热钢焊后冷却状态对组织有较大影响，因 此，需要采取有效的预热、控制焊接线能量，以防止 因冷却过快形成马氏体组织。 Cr-Mo 耐热钢焊后消 除应力时， 在焊接热影响区的粗晶区易形成消应力 处理裂纹，故要控制焊接材料的化学成分、降低焊接
/ ℃ / min / MPa / MPa（平均值） / （°） /（°）
15CrMoR 1180 4
1
525
0
0
12Cr1MoV 1180 4
6
580
180 180
2.2 接头的显微组织和成分 图 3（a）、（b）分别是 15CrMoR 钢高温钎焊接头
的显微组织与电子探针成分分析结果。 从图 3（a）可 看出，由于高温钎焊时没有加压力，焊缝区域多余的 中间层没有 被挤出，接头 区域较宽，达 80 μm，使得 降熔元素的扩散距离大于了临界值， 在接头中心形 成了黑色的连续分布的脆性相， 虽然母材界面润湿 明显， 但由于脆性相的存在， 破坏了接头的力学性 能。 从图 3（b）可知，高温钎焊中间层减薄效果不明
高温钎焊和 TLP 焊实验在开放式 TLP 焊机上 进行， 采用中频感应加热， 氩气保护， 压力设定为
《热加工工艺》 2010 年第 39 卷第 15 期
133
金属铸锻焊技术 Casting·Forging·Welding
2010 年 8 月
表 1 15CrMoR 和 12Cr1MoV 钢的化学成分（质量分数，％ ） Tab.1 The chemical composition of 15CrMoR and 12Cr1MoV steel (wt％ )
关键词： 15CrMo；12Cr1MoV； 高温钎焊； 瞬时液相扩散连接； 组织与性能
中 图 分 类 号 ：TG456.9
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1001-3814(2010)15-0133-03
Microstructure and Properties of Heat-resistance Steel with High Temperature Brazing and TLP Bonding
高，拉伸断裂位置在母材，弯曲性能良好，弯曲角达
到 180°。 说明 TLP 焊接头的性能显著优于高温钎焊
接头。
Casting·Forging·Welding 金属铸锻焊技术
耐热钢高温钎焊与扩散焊的组织与性能
陈思杰， 赵丕峰 （河南理工大学 材料科学与工程学院，河南 焦作 454003）
摘 要： 采用 BNi2 合金箔作中间层，氩气 保 护 ，对 15CrMoR 和 12Cr1MoV 耐 热 钢 管 进 行 了 高 温 钎 焊 和 瞬 时 液 相
1 实验材料与方法
实 验 母 材 为 15C rMoR 钢 管 和 12Cr1MoV 钢 管 ，规格为 准63.5 mm × 5 mm，化 学 成 分 和 力 学 性 能 见表 1、2，其连接端面精车。 实验用非晶中间层合金 为 BNi2，化 学 成 分 （质 量 分 数 ，%）为 ：3Si，6Cr，5B， 其余Ni，其厚度为 35～40 μm，熔点 970～1000 ℃。
CHEN Sijie, ZAO Pifeng
(School of Materials Science & Engineering , Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003, China)
Abstract： Heat resistance steel 15CrMo and 12Cr1MoV pipes were joined by high temperature brazing and transient liquid-phase diffusion bonding (TLP) using BNi2 amorphous alloy as filler in argon atmosphere. Microstructural evolution and composition distribution as well as mechanical properties of the heat resistance steel tube during high temperature brazing and transient liquid phase bonding were investigated. The results indicate that, using BNi2 as filler , 12Cr1MoV steel pipes can be joined by TLP bonding, and the tensile strength of the joint at room temperature is equal to or greater than that of the substrate; but the welded joint of 15CrMo steel pipe with high temperature brazing has poor performance because of the generation of brittle compounds.
12Cr1MoV steel
15CrMoR 12Cr1MoV
Rm / MPa
490～580 500～640
Rp0.2 / MPa
>240Βιβλιοθήκη >255A (%)>26 >19
2～10 MPa，实验工艺曲线如图 1 所示。 高温钎焊和 TLP 焊 的 区 别 就 是 不 加 压 力 。 由 于 母 材 空 冷 容 易 淬上火， 所以焊后冷却到 100 ℃启动电源， 加热到 650 ℃ 进 行 高 温 回 火 ， 回 火 时 间 为 8 min。 采 用 WES-600W 万 能 试 验 机 ， 按 GB2651-89 《 焊 接 接 头 拉伸试验方法》及 GB2653-89《焊接接头弯曲及压扁 试验方法》进行拉伸及弯曲试验。图 2 为拉伸及弯曲 试样取样示意图。分别取 0、3、6 和 9 等 4 个位置，每 一个位置分别取 1 个拉伸试样和 2 个弯曲试样 （面 弯 和 背 弯 ）。 采 用 扫 描 电 镜 （SEM）、电 子 探 针 （EPMA）等检测技术，对耐热钢高温钎焊和 TLP 焊连接 界面的组织特征和成分进行分柝研究。
钢种 C Si Mn P S Ni Cr Mo V Fe
15CrMoR 0.15 0.21 0.60 0.035 0.035 - 0.80 0.50 - 其余 12Cr1MoV 0.12 0.20 0.55 0.035 0.035 0.10 1.10 0.50 0.23 其余
表 2 15CrMoR 和 12Cr1MoV 钢的常温力学性能 Tab.2 The mechanical properties of 15CrMoR and
温度/ ℃
等温凝固
1200
900 ℃
× 10 s 900
回火
600
300
0 1 2 34 5 67 8 9 时间 / min 图 1 实验工艺曲线
Fig.1 Experiment process of TLP bonding
W01 L9
W02 L0
W92
W31
W91
W32
L6
L3
W62 W61
图 2 钢管拉伸（L）弯曲（W）试样取样位置 Fig.2 Sampling point of the steel pipes
收 稿 日 期 ：2010-01-19 基金项目：河南理工大学院士基金资助项目(648282) ；河南理工大学
博 士 基 金 项 目 (648313) 作 者 简 介 ：陈思杰（1964- ），男，河南沁阳人，副教授，博士，硕士生导
师，研究方向：材料先进连接技术与相变理论，已发表论文 30 余篇；电话：0391-3989385；E-mail：chen_sijie@
20 μm
图 4 12Cr1MoV 钢 TLP 焊接头的显微组织 Fig.4 Microstructure of TLP bonding joint of
12Cr1MoV steel
中间层是镍基合金，镍原子扩散能力较弱，所以在接 头心部镍的浓度出现峰值， 但因为镍可与铁形成无 限固溶体，所以对接头性能没有大的影响，接头区以
线能量、选择合理的热处理温度，以避免在敏感温度 区 间 停 留 时 间 过 长 。 Cr-Mo 钢 及 其 焊 接 接 头 在 350～500 ℃长 期 运 行 过 程 中 发 生 的 脆 变 现 象 称 为 回火脆性， 防止回火脆性的主要措施是降低母材以 及焊缝中的 O、P、S 等元素的含量。 高温钎焊和瞬时 液相扩散焊 耐热钢管 ， [2-4] 技 术独特，工艺 先进，具有 耐高温、耐腐蚀、耐冲刷和磨损，是一种可靠性较高 的焊接技术。采用瞬时液相扩散焊（TLP 焊）新工艺， 不需开坡口，采用非晶箔做中间层，消除了焊缝中的 有 害 杂 质 ，有 利 于 提 高 焊 接 接 头 的 性 能 [5]。
Key words： 15CrMo; 12Cr1MoV; high temperature brazing; TLP bonding; microstructure and property
15CrMoR 钢属于低合金耐热钢，具有足够的蠕 变强度、持久强度和持久塑性，有着良好的高温组织 稳定性、高温抗氧化性(耐热性) 及加工工艺性。 这些 特性使其非常适于制造压力容器。 15CrMoR 钢焊接 时主要有热影响区淬硬性、 消除应力处理裂纹倾向 及回火脆性等问题[1]。12Cr1MoV 是低合金珠光体耐 热钢，具有很好抗氧化性和热强性，工作温度可达到 600 ℃， 广泛应用于制造蒸汽动力发电设备。 由于 Cr-Mo 耐热钢焊后冷却状态对组织有较大影响，因 此，需要采取有效的预热、控制焊接线能量，以防止 因冷却过快形成马氏体组织。 Cr-Mo 耐热钢焊后消 除应力时， 在焊接热影响区的粗晶区易形成消应力 处理裂纹，故要控制焊接材料的化学成分、降低焊接
/ ℃ / min / MPa / MPa（平均值） / （°） /（°）
15CrMoR 1180 4
1
525
0
0
12Cr1MoV 1180 4
6
580
180 180
2.2 接头的显微组织和成分 图 3（a）、（b）分别是 15CrMoR 钢高温钎焊接头
的显微组织与电子探针成分分析结果。 从图 3（a）可 看出，由于高温钎焊时没有加压力，焊缝区域多余的 中间层没有 被挤出，接头 区域较宽，达 80 μm，使得 降熔元素的扩散距离大于了临界值， 在接头中心形 成了黑色的连续分布的脆性相， 虽然母材界面润湿 明显， 但由于脆性相的存在， 破坏了接头的力学性 能。 从图 3（b）可知，高温钎焊中间层减薄效果不明
高温钎焊和 TLP 焊实验在开放式 TLP 焊机上 进行， 采用中频感应加热， 氩气保护， 压力设定为
《热加工工艺》 2010 年第 39 卷第 15 期
133
金属铸锻焊技术 Casting·Forging·Welding
2010 年 8 月
表 1 15CrMoR 和 12Cr1MoV 钢的化学成分（质量分数，％ ） Tab.1 The chemical composition of 15CrMoR and 12Cr1MoV steel (wt％ )
关键词： 15CrMo；12Cr1MoV； 高温钎焊； 瞬时液相扩散连接； 组织与性能
中 图 分 类 号 ：TG456.9
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1001-3814(2010)15-0133-03
Microstructure and Properties of Heat-resistance Steel with High Temperature Brazing and TLP Bonding
高，拉伸断裂位置在母材，弯曲性能良好，弯曲角达
到 180°。 说明 TLP 焊接头的性能显著优于高温钎焊
接头。