1、試驗(yàn)材料和試驗(yàn)方法

　　母材選用1Cr18Ni9Ti，釬料的化學(xué)組成列于表1.

　　試樣的表面用磨床磨光,利用釬縫兩端加入的不銹鋼墊片調(diào)節(jié)釬縫的寬度,并用氬弧焊定位。釬焊試驗(yàn)在熱壁真空爐中進(jìn)行，所用釬料為粉狀，直接放在試樣上進(jìn)行釬焊。釬焊時(shí)真空度優(yōu)于0.01 Pa.釬縫的相組成由金相分析和電子探針?lè)治雠浜蟈射線衍射物相分析來(lái)確定。

2、釬縫組織及相組成分析

2.1、BNi1a釬料

　　用 BNi1a釬料對(duì)1Cr18Ni9Ti進(jìn)行釬焊。在縫寬為0.05mm、釬焊溫度為1120℃、釬焊時(shí)間為10min的條件下,釬縫組織是純固溶體，見圖1(a).在BNi1a釬料中，硼是形成化合物相的主要元素，其含量為3.1%.硼在鎳中的固溶度很低，單一的固溶體組織說(shuō)明釬縫中的大部分硼在釬焊過(guò)程中已擴(kuò)散到母材中去了。釬縫中的含硼量已降到硼在鎳中的極限固溶度以下。由圖1還可以看出，母材中近縫區(qū)是網(wǎng)狀組織，這種組織是由釬料中的硼沿母材晶界擴(kuò)散而產(chǎn)生的。

　　母材中晶界的界面具有比較開闊的結(jié)構(gòu)，對(duì)原子運(yùn)動(dòng)的阻力較小，而硼原子的半徑又相對(duì)較小，這樣,使得硼向母材的擴(kuò)散主要是沿晶界擴(kuò)散，并在晶界與其它元素形成化合物相。X射線衍射分析表明，近縫區(qū)的相組成是α－Fe，γ－Fe和Fe2B，即硼在晶界與鐵形成了Fe2B.釬縫與母材之間的相互擴(kuò)散作用使母材擴(kuò)散層的成分發(fā)生了變化，從而產(chǎn)生了α－Fe.由于晶界上存在Fe2B, 使得母材中近縫區(qū)電解浸蝕后顯示出如圖1所示的網(wǎng)狀組織。圖1(b)給出縫寬為0.10mm時(shí)用BNi1a釬料釬焊（1120℃，10min）的釬縫組織。該釬縫組織由兩部分組成：一部分是靠近母材與釬縫界面并與之平行的鎳固溶體組織；另一部分是位居中部的化合物相組織。該化合物相組織又有兩種組織特征：呈梅花狀的化合物相和呈塊狀的麻點(diǎn)化合物相。由于釬縫較寬，釬縫中的含硼量不能在釬焊時(shí)間內(nèi)通過(guò)擴(kuò)散降低到極限固溶度以下，因而在釬縫中產(chǎn)生硼的化合物相。

　　從釬縫的組織特征可以看出，釬縫中硼的分布是不均勻的。在靠近母材與釬縫界面處，硼含量由于擴(kuò)散已降低到極限固溶度以下，呈現(xiàn)固溶體組織。在釬縫中部，擴(kuò)散路徑長(zhǎng)，擴(kuò)散速度慢，焊后該處的含硼量仍然在極限固溶度以上，從而在釬縫中部形成化合物相。X射線衍射分析表明，其相組成為α- Ni,Ni5Si2,CrB和Fe4.5Ni18.5B6.在1000 ℃經(jīng)1 h擴(kuò)散處理后，該釬縫中的塊狀麻點(diǎn)化合物相消失，只剩下梅花狀的化合物相，見圖1(c).X射線衍射分析表明，梅花狀的化合物相是CrB.由此可知，塊狀麻點(diǎn)化合物的相組成是Ni5Si2和Fe4.5Ni18.5B6.在1000 ℃延長(zhǎng)擴(kuò)散處理時(shí)間至2 h，CrB相未消失。

圖1　用BNi-1a釬料釬焊的釬縫組織

2.2、BNi2釬料

　　用BNi2釬料對(duì)1Cr18Ni9Ti進(jìn)行釬焊，當(dāng)縫寬為0.02mm、釬焊溫度為1050℃、釬焊10min時(shí),釬縫組織是純固溶體。 當(dāng)縫寬為0.05mm時(shí),釬縫中出現(xiàn)化合物相。X射線衍射分析表明，釬縫組織由α-Ni,Ni5Si2,Cr2B,Ni2B和Fe4.5Ni18.5B6組成。該釬縫焊后經(jīng)1000 ℃擴(kuò)散處理1 h得到單一的固溶體組織。當(dāng)縫寬為0.10 mm時(shí)，焊后釬縫經(jīng)1000℃擴(kuò)散處理8 h得到單一的固溶體組織。

　　采用釬焊溫度為1120℃、釬焊時(shí)間為10min的釬焊工藝，用BNi2釬料來(lái)釬焊1Cr18Ni9Ti，釬縫的組織特征隨寬度及焊后熱處理時(shí)間的變化規(guī)律與用BNi1a釬料釬焊的釬縫組織特征相同。值得注意的是，用1050 ℃的溫度釬焊時(shí)，釬縫中沒(méi)有出現(xiàn)CrB化合物相，釬縫中的所有化合物相都能通過(guò)焊后擴(kuò)散處理消除掉。CrB化合物相是由于釬焊溫度高而產(chǎn)生的，且不易通過(guò)焊后擴(kuò)散處理來(lái)消除。