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BNi_2粉末釬料的性能研究

2017年08月19日 09:09  來源:中國粉末冶金網  人氣:1599

  進行了檢測,并對其微觀組織和結構進行了分析。結果表明:BNi2釬料粉末呈球形,成分穩定,氧含量低,組織均勻,各項性能滿足釬焊工藝要求,實現了BNi2釬料粉末的產業化和國產化目標v:BNi2釬料粉末;氣霧化工藝;微觀組織;粉末性能71:A文章編號:1005- 1前言BNi2奸料作為一種高溫奸料,它具有熔化溫度低、潤濕性及流動性優良的特點,因此在機械、化工、航空航天等領域中得到了廣泛的應用。用其奸焊的接頭具有較高的高溫強度及良好些元素來降低其熔點或改善其潤濕性和溶蝕程具有良好的流動性tghtd.的抗氧化性能和耐蝕性能,并且這種奸料的奸焊溫度范圍與不銹鋼及高溫合金的熱處理制度相吻合,故適用奸焊那些在高溫下工作的不銹鋼、耐熱鋼及高溫合金部件,如用其奸焊航空發動機的擴散器、擴散噴管座、氣體渦輪、靜止環、蜂窩密封環、水熱器熱交換器、火塞電極、靜壓管以及火箭發動機的管束式燃燒室、渦輪、導管和原子反應堆的燃料棒保持架等由于BNi奸料中有較高的硅硼等元素,使之包含較多的金屬間化合物脆性相或脆性共晶體使合金發脆而難于加工成形的特點,而且在奸焊的過程中要求奸料的化學成分均勻、穩定且具有較低的氧含量,因此長期以來均依賴于進口氣霧化工藝生產的金屬粉末具有成分均勻、無偏析、氧含量可控制等優點,因此本研究采用氣霧化工藝試制低氧、球狀、成分無偏析的BNi2粉末,取得了較好的效果,實現了BNi粉末的規模化生產和國產化目標2生產工藝BNi2奸料粉末的生產采用中頻感應爐熔煉的氣霧化水冷裝置,霧化噴嘴為環縫式,霧化參數可調,整個生產過程在非真空狀態下進行生產工藝流程為:精選原材料―表面清理―烘烤去氣-配料―熔煉-霧化―收集-脫水―干燥-篩分(篩上物返回配料)―篩下物―檢驗-合批-成品100Mm的BNi2奸料粉末用TC-436氮分析儀測定其氧含量,用日本理光TAS-100差熱分析儀測試其液相線和固相線溫度,用KYKY-2800型掃描電鏡進行形貌觀察,用日本理學(Rigaku)D/max2500轉靶X射線衍射儀檢測其相結構,并在德國Polgvar-MET寬視野金相顯微鏡上進行微觀組織的觀察。

  3 BNi2釬料粉末的性能3.1BNfe釬料粉末的化學成分度,各元素在其中的作用也各不相同。碳能降低鎳的熔點,但碳對奸料的高溫強度及溶蝕性有不良影響,因此添加量不宜多。硼在鎳中的溶解度極小,但硼能使鎳的熔點迅速下降,在穩定狀態下能形成Ni-Ni3B共晶,其熔點為1并且硼能顯著提高奸料的高溫強度,但硼也使奸料對奸焊金屬的溶蝕傾向大大增加,而且硼與鎳能形成金屬間化合物,使合金發脆,因此,硼的添加量不宜過高,一般控制在4%以下。硅的作用與硼類似,硅在鎳中的溶解度較大,在BNi2奸料粉末中硅與鎳形成固溶體,硅能顯著降低鎳的熔點,當硅達到11%時,可使鎳的熔點降到1152°C.但是硅必須控制在以內,因為超過,不但會使奸料的高溫強度降低,而且會形成脆性的金屬間化合物,使奸焊接頭變脆硼和硅除了起降低奸料熔點外,還能改善奸料的潤濕性,硼和硅對氧的親和力較大,加熱時它們和周圍氣氛中的氧起作用,形成B23和SCfe,而B23和Si2又能形成一系列粘度低的復合化合物,其熔點低于奸焊溫度,因此以液態薄膜浮在熔化釬料表面,防止奸料表面繼續氧化同時,硼和硅又能還原母材表面,有利于奸料對母材的潤濕和鋪展鉻是BNi2奸料中的主要添加元素,鉻在鎳中起固溶強化作用,并提高其高溫抗氧化性、抗腐蝕性和熱強性,對潤濕性也有所改善,但加入鉻不足以使奸料的熔點明顯降低鐵能部分代替鎳,少量鐵能增加奸料的強度,但含量增加會降低奸料的抗氧化性能附表為湖南省冶金材料研究所研制的BNi2奸料粉末的化學成分。從附表可以看出,研制的BNi2奸料粉末的化學成分穩定、均勻,氧含量低(均小于500ppm),能滿足奸焊使用要求3.2BNfe釬料粉末的工藝性能BNi2奸料粉末的工藝性能為:粉末粒度分986.3-1000.3°C;粉末形狀為球形。為BNi2奸料粉末的形貌特征從粉末的工藝性能和中可以看出:研制的BNi2奸料粉末工藝性能優良,粒度分布合理,且粉末顆粒呈球狀,表面無氧化色或非金屬夾雜,附表研制的BNi2釬料粉末的化學成分(%c)批號CrBSiFeCOSPAlTiZrNi BNi2釬料粉分末的形貌照片3.3BNfc釬料粉末的微觀組織為BNi2奸料粉末的X射線衍射圖譜,通過對其運用ade6. 5軟件進行分析,其相組織分別為鎳固溶體、CrBFeNi3NisSiCdS和Ni3B組成為BNi2奸料粉末微觀組織照片,從可以看出,研制的BNi2奸料粉末微觀組織細小均勻,但在部分很小的區域還存在成分偏析的現象,這可能是由于氣霧化過程的冷卻速率較低造X射線衍射圖譜、研制的BNi2釬料粉末微觀組織照片X500 4應用情況由該所研制的奸料已用于某廠小芯格蜂窩結構以及某高壓I級渦輪葉片、蓋片的奸焊。結果表明:采用BNi2粉末奸料奸焊蜂窩結構密封環,對厚度為0.05mm的薄壁溶蝕很小或無溶蝕,蜂窩與外環奸焊好的面積達95%以上,能奸焊出令人下轉第13頁)都配有扒渣設備,以便在脫硫后及時扒除鐵水上的高硫渣,防止回硫南鋼因為多種原因,沒有采用扒渣設備,在脫硫后直接將鐵水進入混鐵爐,根據分析,在鐵水重新攪拌后,鐵水中硫有較大幅度提高,上升幅度約為0. 05%~0.10%,故在脫硫時必須將鐵水硫控制在冶煉鋼種含硫要求0.10%以下,如16Mn成品鋼對硫的要求為0.17%,故在脫硫時必須將鐵水硫控制在0. 10%以下,從而增大了鐵水脫硫難度,增加了成本消耗,所以如何有效的脫硫,面臨著一個巨大的挑戰,這就是如何降低成本、提高質量。這兩年,國內各大鋼鐵廠為了加大對低硫品種鋼的冶煉,興建了一大批鐵水預處理設備。但從目前的生產來看,脫硫成品消耗仍過高,如何減低成本,提高脫硫效果,仍是各大鋼鐵廠需解決的問題4結論噴吹顆粒鎂脫硫工藝是一個行之有效的鐵水脫硫手段,可達到鐵水深脫硫的目的。

  南鋼鐵水預處理采用鈍化顆粒鎂,粒度Q5~0. 8mm,鎂粉的噴吹速率一般控制在5kg/min以下,氣壓力約為0.4MPa,流量約為Q150. /min,可保證脫硫效果及提高脫硫劑的利用率。

  脫硫后及時扒除鐵水上的高硫渣,防止回硫。

(完)

 
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