發(fā)布時(shí)間：2017-08-14 18:15

  本文關(guān)鍵詞：不銹鋼EGR油冷器真空釬焊用鐵基釬料及接頭性能研究

  更多相關(guān)文章： EGR油冷器 鐵基釬料 熔融溫度 接頭強(qiáng)度 耐腐蝕性能 釬焊溫度 保溫時(shí)間 T型接頭溶蝕

【摘要】：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,汽車產(chǎn)銷量連年增加,汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的污染問題引起了研究者的關(guān)注,廢氣再循環(huán)冷卻器(Exhaust Gas Recirculation,簡(jiǎn)稱EGR)系統(tǒng)可以有效的滿足汽車尾氣凈化處理這一要求。傳統(tǒng)釬焊EGR油冷器的釬料為鎳基釬料和純銅釬料,但是鎳基釬料釬焊溫度高,價(jià)格昂貴,純銅釬料容易引起發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕失效。新型鐵基釬料釬焊EGR不銹鋼油冷器時(shí),較高的釬焊溫度容易引起母材過度溶解以及晶粒長(zhǎng)大,導(dǎo)致母材性能變壞;而且汽車柴油機(jī)排放的廢氣冷卻時(shí)凝結(jié)形成硫酸,對(duì)油冷器產(chǎn)生腐蝕,要求釬焊接頭具有良好的耐腐蝕性能并滿足大間隙釬焊的要求。隨著“以鐵代鎳”成為不銹鋼釬焊材料的主要發(fā)展趨勢(shì),急需研制新型鐵基釬料,該釬料不僅能夠降低釬焊溫度,具有較好的強(qiáng)度和耐腐蝕性能,并且具有良好的釬焊工藝窗口,可滿足大間隙釬焊的要求。同時(shí)與國(guó)外的商業(yè)化鐵基釬料相比,能顯著降低成本。本文制備了一種新型鐵基釬料,首先通過成分設(shè)計(jì)和優(yōu)化,研究了B、Mo元素的含量對(duì)釬焊搭接接頭剪切強(qiáng)度、界面微觀組織、接頭耐腐蝕性能以及釬縫顯微硬度的影響。在釬料成分優(yōu)化的基礎(chǔ)上,研究了釬焊溫度和保溫時(shí)間對(duì)搭接釬焊接頭剪切強(qiáng)度、界面微觀組織以及界面生成物的影響,并分析了T型釬焊接頭界面微觀組織和接頭溶蝕現(xiàn)象。主要研究結(jié)果如下。(1)B元素可以有效降低鐵基釬料合金的熔融溫度,提高釬料潤(rùn)濕性能。隨著B含量從0-1wt.%含量變化時(shí),釬料潤(rùn)濕鋪展性能變好,但是釬縫中脆性相向母材擴(kuò)散,導(dǎo)致接頭抗剪切強(qiáng)度降低。B元素為0.25 wt.%含量時(shí),釬縫微觀組織均勻,耐腐蝕性能較好,釬焊接頭獲得最大抗剪切強(qiáng)度值71.2MPa。Mo元素可以使接頭顯微組織均勻,提高接頭的強(qiáng)度和耐腐蝕性能;隨著Mo元素含量從0.5-4wt.%的增加,釬縫組織越來越均勻,同時(shí)釬焊接頭的抗剪切強(qiáng)度值呈上升趨勢(shì)。Mo含量為3wt.%時(shí),釬焊接頭的抗剪切強(qiáng)度值達(dá)到最大值71.2MPa;釬焊接頭在10%H2_SO_4溶液中的耐腐蝕性能最好。鐵基釬料的釬縫組織主要為魚骨狀的明暗交織區(qū)域,分別為韌性的富FeCrNi相和硬脆的富FeCrNiP相,并且韌性相包圍著硬脆性相將會(huì)阻止硬脆相向母材側(cè)生長(zhǎng)伸展。(2)隨著釬焊溫度的升高,釬焊接頭剪切強(qiáng)度先迅速增加后逐漸降低;保溫時(shí)間對(duì)釬焊接頭剪切強(qiáng)度值影響亦呈現(xiàn)類似趨勢(shì)。在最佳工藝下:釬焊溫度1050℃、保溫時(shí)間20min,釬焊接頭獲得最大抗剪切強(qiáng)度值為77.0MPa,搭接接頭無未焊合區(qū)域,焊縫成型性好。不同釬焊溫度和保溫時(shí)間影響界面生成物的多少以及生成物在界面的分布,在試驗(yàn)設(shè)定的釬焊溫度和保溫時(shí)間內(nèi),釬縫界面生成物主要為灰色韌性的FeCrNi相、黑色脆性的FeCrNiP相、MoPSi相,釬縫與母材連接界面含有點(diǎn)狀的Mo2C化合物相。隨著釬焊溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng),釬縫中Mo2C化合物相的生成量增大,FeCrNiP脆性相的生成量增多并向母材延伸,擴(kuò)散反應(yīng)區(qū)增大。(3)T型釬焊接頭在1060℃、1070℃溫度、保溫時(shí)間20min時(shí),釬角飽滿,釬縫成型性良好。當(dāng)保溫時(shí)間為50min時(shí),在放置釬料部位的母材表面出現(xiàn)凹坑,T型接頭放置釬料部位發(fā)生溶蝕。(4)與赫格納斯公司的鐵基釬料F300以及商用鎳基釬料性能進(jìn)行了對(duì)比,BJUT-Fe基釬料合金微觀組織均勻、熔融潤(rùn)濕性能好、接頭抗剪切強(qiáng)度及耐腐蝕性高于F300釬料,低于鎳基釬料BNi2。
【關(guān)鍵詞】：EGR油冷器 鐵基釬料 熔融溫度 接頭強(qiáng)度 耐腐蝕性能 釬焊溫度 保溫時(shí)間 T型接頭溶蝕
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG454
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 選題背景及意義10-12
• 1.2 不銹鋼EGR油冷器真空釬焊技術(shù)研究進(jìn)展12-20
• 1.2.1 釬料研究進(jìn)展12-17
• 1.2.2 釬焊接頭形成機(jī)理研究進(jìn)展17-20
• 1.3 釬焊EGR油冷器所用商用釬料存在的問題20
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容和目標(biāo)20-24
• 1.4.1 本文研究的主要內(nèi)容20-22
• 1.4.2 研究目標(biāo)22-24
• 第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法24-32
• 2.1 試驗(yàn)材料24-26
• 2.1.1 母材24
• 2.1.2 釬料成分設(shè)計(jì)和制備24-26
• 2.2 釬焊試驗(yàn)設(shè)備及工藝26-27
• 2.2.1 真空釬焊設(shè)備26
• 2.2.2 釬焊工藝26-27
• 2.3 性能測(cè)試設(shè)備及卡具27-32
• 2.3.1 釬料潤(rùn)濕性能測(cè)試27-29
• 2.3.2 釬焊接頭力學(xué)性能測(cè)試29
• 2.3.3 接頭耐酸腐蝕測(cè)試29
• 2.3.4 釬料熔融溫度測(cè)試29-30
• 2.3.5 微觀組織分析30-32
• 第3章 鐵基釬料成分對(duì)304不銹鋼釬焊接頭組織和性能的影響32-52
• 3.1 釬料成分對(duì)合金熔融溫度的影響32-34
• 3.2 釬料成分對(duì)釬焊接頭界面微觀組織的影響34-37
• 3.2.1 釬縫顯微組織的金相觀察34-36
• 3.2.2 釬縫顯微組織的掃描電鏡觀察36-37
• 3.3 釬料成分對(duì)釬焊接頭性能的影響37-40
• 3.3.1 接頭界面剪切強(qiáng)度的影響37
• 3.3.2 釬焊接頭耐腐蝕性能的影響37-39
• 3.3.3 釬焊接頭顯微硬度的影響39-40
• 3.4 B元素含量對(duì)鐵基釬料釬焊接頭性能的影響40-44
• 3.4.1 B元素含量對(duì)釬焊接頭界面微觀組織的影響40-41
• 3.4.2 B元素含量對(duì)釬焊接頭性能的影響41-44
• 3.5 Mo元素含量對(duì)鐵基釬料釬焊接頭性能的影響44-50
• 3.5.1 Mo元素含量對(duì)釬焊接頭界面微觀組織的影響44-46
• 3.5.2 Mo元素含量對(duì)釬焊接頭性能的影響46-50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第4章 釬焊工藝對(duì)釬焊接頭性能的影響52-70
• 4.1 釬焊溫度對(duì)釬焊接頭組織和性能的影響52-58
• 4.1.1 釬焊溫度對(duì)搭接接頭組織和性能的影響52-56
• 4.1.2 釬焊溫度對(duì)T型接頭組織和性能的影響56-58
• 4.2 保溫時(shí)間對(duì)釬焊接頭組織和性能的影響58-63
• 4.2.1 保溫時(shí)間對(duì)搭接接頭組織和性能的影響58-62
• 4.2.2 保溫時(shí)間對(duì)T型接頭組織和性能的影響62-63
• 4.3 試驗(yàn)研究的BJUT-Fe基釬料與其他釬料性能對(duì)比63-68
• 4.3.1 釬料潤(rùn)濕性能對(duì)比64-65
• 4.3.2 釬焊接頭剪切強(qiáng)度對(duì)比65
• 4.3.3 耐腐蝕性能對(duì)比65-66
• 4.3.4 釬縫顯微組織對(duì)比66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的學(xué)術(shù)成果76-78
• 致謝78

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