09不锈钢钎焊

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容易被氧化。 ◆在一般的空气环境中,很容易生锈, 从根本上不能防止生锈。
◆在酸, 高温,反射性等,比较恶劣的环
境中,表面保护膜被破坏也生绣。
不锈钢材料的保护膜的自动修复过程:
Cr2O3 Cr2O3
Cr2O3
Base Metal
Base Metal
Base Metal
不锈钢的表面在受到外来物体的损伤后, Cr2O3的氧化膜 会受到破坏,但是不锈钢材料会在几分钟至数小时以内在破损 的表面上形成新的氧化膜 (含Cr量越高,形成越快),所以
不锈钢钎焊
2016/9/27
不锈钢的应用
不锈钢的应用
• 从不锈钢应用行业分析,汽车工业是当前发展最 快的不锈钢应用领域。 • 中国家电行业是不锈钢应用潜在的大市场。另外 ,不锈钢在水工业、建筑与结构业、环保工业、 工业设施中的需求也将逐年上升。
(1)不锈钢具有较高的耐蚀性
(2)不锈钢应具有一定的力学性能。很多 构件是在腐蚀介质下承受一定的载荷 (3)不锈钢应有良好的工艺性能。管材、 板材、型材等要经过加工变形制成构件,如 容器、管道、锅炉等。因此不锈钢的工艺性 也很重要,主要有焊接性、冷变形性等。
奥氏体不锈钢
现 象
奥氏体不锈钢焊接后,在腐蚀介 质中工作时,在离焊缝不远处会产 生严重的晶间腐蚀。
在焊缝及热影响区(450~800℃), 沿晶界析出了K(Cr,Fe)23C6,晶 界附近区域产生贫Cr区(低于1/8 定律的临界值)。
原 因
奥氏体不锈钢
• 这类钢强度不高,也不能热处理强化。但耐蚀性 、高温强度及抗氧化性能好,塑性、焊接性及冲 击韧性高,因而应用很广。 • 用于制作耐酸设备,如耐蚀容器、核能及设备衬 里、输送管道、耐硝酸设备的零件。
元 素 作 用
C(低碳) C(高碳) Mo Cu Ti, Nb Si, Al S,Se
耐腐蚀性 (耐晶间腐蚀性) 强度, 硬度 耐腐蚀性 (耐孔蚀性) 耐酸性 耐腐蚀性 耐氧化性 切削性
成分
影响 强烈的奥氏体形成元素,热处理时形成马氏体组织 C量提高,强度增加,但冲击值下降 在0.03%以下耐蚀性基本没有影响,但以铬碳化物(Cr23C6) 析出时,晶间腐蚀、点蚀敏感性增大 (在焊接热影响区发生问题)
软钎焊
钎料型号 Sn S-Pb80Sn18Sb2 S-Pb68Sn30Sb2
抗剪强度 30.3 21.5 32.3
钎料型号 S-Pb58Sn40Sb2 S-Sn90Sb10 S-Pb97Ag3
抗剪强度 31.3 32.3 20.5
硬钎料
• 银基钎料是钎焊不锈钢最常用的钎料
型号 BCu53ZnAg BCu40ZnAg 钎料强度 451 353 接头抗拉强度 接头抗剪强度 386 343 198 190
铬 (Cr)
成分
影响
耐氧化性
锰 (Mn) 因塑性变形能优秀有防止氧化物剥离的效果,所以也有特意添加的情况 因为与镍一样可以使奥氏体稳定化,所以可以用作镍的代用合金元素

(Nb)
通过防止Cr 碳化物的形成,改善耐晶间腐蚀性(Nb/C>10) 提高高温强度, 蠕变特性 结晶粒微细化, 改善热轧加工性
性 能 要 求
提高钢耐腐蚀性能的途径
(1)形成稳定保护膜,→Cr、Al、Si有效。
(2)↑固溶体电极电位或形成稳定钝化区
→Cr、Ni、Si:Ni贵而紧缺,Si易使钢脆化, Cr是理想的。 (3)获得单相组织 →Ni、Mn →单相奥氏 体组织。
(4)机械保护措施或复盖层,如电镀、发
兰、涂漆等方法。
不锈钢基本概念

不锈钢含有基本金属(Base)铁 (Fe)和主要元素 Cr, Ni, 通过添加 Cr, Ni以 外的元素可制造具有各种特性的不锈钢。
1) 制钢时有脱氧, 脱硫等效果, 改善清洁度,改良热轧加工性的元素 -Si, Mn, Al, Ti 2) 固溶强化, 析出强化等,作为强化金属的手段添加的元素 -C, N, Ti,Al, Cu, Be, P, Nb, W, V 3) 为改善耐腐蚀性, 耐氧化性添加的元素 -Mo, Cu, Ti, Nb, Si, Al 4) 其他特殊用途添加元素 - P, S, Se, B
马氏体不锈钢
这类钢主要含12~18%Cr,淬火冷却能产生M。 马氏体不锈钢可分为三类: • Cr13型,有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等钢 号; • 高碳高铬钢,如9Cr18、9Cr18MoV等; • 低碳17% Cr-2%Ni钢,如1Cr17Ni2。
马氏体不锈钢
1Cr13:M+F 类似于 调质钢 制造不锈 结构件
钼 (Mo)
使钝化膜稳定化,提高耐蚀性
耐点蚀及缝隙腐蚀性能优秀 形成碳化物,提高高温强度、蠕变(creep)断裂强度,改善韧性
成分
影响 作为强烈的奥氏体形成元素,可降低奥氏体稳定化所需的Ni含量(Ni代用) 增加拉伸强度,抗服强度,降低延伸率 与其它合金金属(Ti, Zr, V, Nb)结合形成氮化物,结晶粒微细化 对比碳,在奥氏体中的溶解度高,所以在相等的强度下氮化物形成倾向小 ,耐点蚀特性等耐蚀性优秀 因Cu的微细析出,析出硬化 (添加0.4%以上时) 对于非氧化性的耐蚀性提高 (与P共存时效果增大) 抗点蚀效果好 大量添加时阻碍热轧加工,促进晶间脆化
BCu53CuZn BCu50CuZn BAg53CdZnCu
386 343 392
394 375 375
198 201 205
其中银铜锌及银铜锌镉钎料应用最广
银基钎料
• 银基钎料在钎焊温度时易引起晶间析出碳化物,但由于 1Cr18Ni9Ti、 1Cr18Ni9Nb不锈钢含有钛、铌等,则可避免 产生晶间腐蚀。 • 钎焊不含Ni的不锈钢时,接头在潮湿空气中易发生缝隙腐蚀 ,应采用含Ni较多的钎料,如BAg50CuNi。 • 钎焊马氏体不锈钢时,为保证母材不出现退火软化现象,须 在不高于650℃进行钎焊,可选用BAg40CuZnCd钎料。 • 在真空钎焊,要求不使用锌、镉等元素钎料。
碳 (C)
镍 (Ni)
作为奥氏体稳定化元素,使钢的组织微细化 为形成Cr钝化膜起辅助作用(Ni含量越多,耐腐蚀性改善) ■ 随着含有量,增加硬度、拉伸强度、屈服点,加工硬化性降低 ■ 提高韧性 在4%以上时,抵抗应力腐蚀开裂 使C或N的扩散速度降低,热传导速度降低
含12%以上时形成钝化膜防止腐蚀 耐腐蚀性、耐磨性、耐氧化性提高 显著影响耐点蚀性(含有28-30%以上时在常温下防止点蚀) 铬添加量多时 促进 σ 相(非磁性的脆弱相) 析出 易与碳结合,生成铬碳化物(Cr23C6 ),发生晶间腐蚀
00Cr30Mo2等。
①含碳量<0.25%,为提高某些性能, 可加入Mo、Ti、Al、Si等元素;
基 本 特 点
②在硝酸、氨水等介质中有较好的耐 蚀性和抗氧化性;
③力学性能和工艺性较差,脆性大, TK在室温左右。 ④无同素异构转变,多在退火软化态 下使用。
铁素体不锈钢
• 多用制造抵抗大气、水气、硝酸及盐水等腐蚀, 是耐蚀性良好的通用不锈钢,也用于食品工厂设 备,家用电器,家庭用具,也可作在高温下工作 的零件。
3Cr13、4Cr13常做有一定耐蚀性的工具, 所以采用淬火低温回火。T淬在1000~1050℃, 为减少变形,可用硝盐分级冷却。 组织为马氏体+碳化物+少量AR
奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢是应用最广泛的耐酸钢,约占不锈钢总产量的2/3。
① 具有很高的耐腐蚀性; ② 塑性好,容易加工变形成各种形状钢材; ③ 加热时没有同素异构转变,焊接性好; ④ 韧度和低温韧度好,一般情况下没有冷脆 倾向,有一定的热强性; ⑤ 不具有磁性; ⑥ 价格较贵,切削加工较困难,导热性差。
铜基钎料
• 铜基钎料主要有纯铜、铜镍及铜锰钴钎料等。铜 基钎料常制成棒状、丝状及片状供货 • 用黄铜钎料(如BCu62Zn)钎焊不锈钢时,容易 有应力腐蚀倾向,使不锈钢产生“自裂”现象; 铜磷钎料于不锈钢产生脆性界面层,所以不适于 不锈钢的钎焊。
铜基钎料
• 纯铜钎料主要用于气体保护下的钎焊1Cr18Ni9Ti 不锈钢. • 铜锰钴钎料主要用于保护气氛中钎焊马氏体不锈 钢。采用BCu58MnCo钎料钎焊马氏体不锈钢, 它的996℃的钎焊温度,正好与大多数马氏体不 锈钢的淬火温度相适应
不锈钢:在冶金学和材料科学领域中,依据钢的主要性 能特征,将含铬量大于10.5%,且以耐蚀性和不锈性为主 要使用性能的一系列铁基合金称作不锈钢。
不锈钢 一般碳钢
Cr2O3
Base Metal ◆保护膜薄而且致密,有效的防止外界 的氧化侵蚀。
Fe-Oxide 层
Base Metal
◆保护膜较厚,表面粗糙,所以很
沉淀硬化不锈钢
• 这类钢用于具有高强度、耐热和耐腐蚀性能的场 合。在这些合金中,加入了铝、钛、铜和钼等合 金元素。可以使这些合金沉淀硬化。奥氏体和马 氏体双相。 • 应用于航空航天,核能装置、电子通信、仪器仪 表等
总结
不锈钢钎焊特点
• • • • 表面氧化膜复杂 加热对母材的影响 应力腐蚀 其他问题
代码 B F H J 全称 Brake用 Free Cutting High [C] Japan 例子 410B 316F 304H 430J1L
3 0 4 L

~ : 没有特别规定,钢种开发顺序,
添加成分高低的标记
L
M
Low[C]0.03%
Modify
304L
446M
N
S Y
不锈钢材料在使用过程中能持续地产生防腐效果。
不锈钢特性
◆ 表面美观以及使用可能性多样化 ◆ 耐腐蚀性能好,比普通钢长久耐用 ◆ 强度高,因而薄板使用的可能性大
◆ 耐高温氧化及强度高,因此能够抗火灾
◆ 常温加工,即容易塑性加工 ◆ 不必表面处理,从而简便、维护简单
◆ 清洁,光洁度高
◆ 焊接性能好
316 316L
氮 (N)
铜 (Cu)
钛 (Ti)
因为与氧,氮等的元素化合力强,所以以强脱碳剂来使用 因为碳的化合力比铬高,对于碳化物(TiC)形成,稳定碳元素,晶间腐蚀防 止效果 结晶粒微细化, 析出硬化效果显著
410 急冷硬化系,刀片(4Cr13)
430, 廉价/加工,电器产品
304,301耐腐蚀/加工性 广泛应用
2Cr13:M
3Cr13:M 4Cr13:M+K
类似于 工具钢
制造耐蚀 工具(手 术刀等)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
M不锈钢的Me含量较少,价格比较便宜。它的耐蚀性、 塑性、焊接性较A钢、F钢要差
马氏体不锈钢
调 质 处 理 淬 火 低 回
1Cr13、2Cr13常用于结构件→调质。 因为铬↑抗回火性和AC1点,所以调质回火温度 也相应↑.通常为640~700℃。回火后应采用油冷 ?
日本JIS G4305
SUS301 SUS304 SUS305 SUS430
美国 ASTM A240 301 304 305 430
5
6
00Cr17Ni14Mo2 022Cr17Ni12Mo2 SUS316L
0Cr18Ni10Ti 06Cr18Ni11Ti SUS321
316L
321
不锈钢中金属元素的作用
329J1,高强度/高耐腐蚀,发电/石化 630,高强度/高耐腐蚀,航空/宇宙
铁素体不锈钢
高铬铁素体不锈钢的缺点是脆性大
(1)Cr13型 如0Cr13、0Cr13Al、0Cr11Ti等;
(2)Cr17型 如1Cr17、0Cr17Ti、1Cr17Mo等;
(3)Cr25-30型 如1Cr28、1Cr25Ti、
[N]添加
Special Yosetsu:焊接 [Cu]添加 Electron Gun eXtra Material
304N1
310S Y308 303Cu 305EG XM15J1
~ : 成分或者用途的特别标记
Cu EG XM
主要国家不锈钢牌号对照表
中国GB3280 序号 1 2 3 4 旧牌号 1Cr17Ni7 0Cr18Ni9 1Cr18Ni12 1Cr17 新牌号 12Cr17Ni7 06Cr19Ni10 10Cr18Ni12 10Cr17
不锈钢耐 腐蚀能力
430
301
304
304L
不锈钢命名规则
区分 例如 韩国 (KS) STS 304L 日本 (JIS) SUS 304L 美国 (AISI/ASTM) 304L STS : Stainless Steel SUS : Steel, Use, Stainless ASTM : 依照基准按钢种别分3类 以及特性、用途标记
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