10件钎焊模盒X光检查均未发现未焊上现象，液压爆破试验爆破压强范围50~56 MPa，平均爆破压强53.1 MPa，大于工艺规定的50 MPa爆破值要求。爆破后模盒形貌如图2所示。从模盒爆破断口观察，爆破鼓起均为1Cr18Ni9Ti底板侧，且大部分断口位于波纹板基体，2205侧钎焊接头则连接牢固。底板鼓起是由于1Cr18Ni9Ti壁厚较薄，但大部分从波纹板基体撕裂现象证明，钎缝连接强度高于波纹板基体强度。由此可见2205盖板与1Cr18Ni9Ti波纹板通过1#合金钎焊可形成结合强度优良的钎焊接头。

图2 爆破试验后模盒形貌
Fig.2 Box specimen morphology after bursting test

10件爆破模盒2205盖板与1Cr18Ni9Ti波纹板侧钎焊接头均未发生鼓起开裂现象，本试验仅对2205与1Cr18Ni9Ti钎焊接头微观组织结构进行分析。金相观察，钎焊缝钎料填充饱满，钎角钎料堆积较为充足，钎焊缝宽度40 μm至50 μm，钎焊缝整体形貌如图3（a）所示。

图3 模盒2205侧钎焊接头微观形貌
Fig.3 Brazed joint microstructure of box specimen made by 2205 stainless steel

2205侧基体经过钎焊高温后，在靠近钎缝0.3 mm宽度范围内铁素体晶粒迅速粗化，而奥氏体相（γ）相应减少。根据双相不锈钢相变特点，γ相在高温是不稳定的，随着加热温度的升高，铁素体相逐渐增多，甚至有γ相消失的现象。但本试验铁素体长大仅在靠近钎缝附近0.3 mm范围内，该区域γ相含量仅在25%水平，而远离焊缝的基体则维持着基本的相比例平衡，奥氏体及铁素体含量各占50%，这种现象显然与钎焊缝1#合金钎料的扩散作用密切相关。1#合金作为Mn基钎料，虽然Mn和Ni元素是奥氏体稳定元素，但其在2205基体的扩散作用并不足以阻止铁素体晶粒长大，相反元素强烈的互扩散作用所引起的浓度起伏，促进了两类稳定元素的再分布，提供了铁素体晶界扩长的相变驱动力，因此会出现在钎缝附近铁素体的长大增多现象。在铁素体晶界，可看到奥氏体呈不规则形态向铁素体晶粒内生长，这主要是高温冷却过程中形成的二次奥氏体γ2。大量研究表明^[7-10]，过大比例的铁素体，尤其是γ相比例低于20%时，会降低双相钢基体的韧塑性能以及抗腐蚀能力，本试验奥氏体含量在25%，基本满足相比例控制要求。

1Cr18Ni9Ti波纹板侧在距钎缝0.1 mm范围内形成细晶区，这主要是因为钎焊升温过程中，伴随钎料Mn和Ni元素向1Cr18Ni9Ti基体的扩散，大量γ相重新形核并长大，但在扩散成分的阻碍作用下，同时钎焊过程提供晶粒长大所需热能不足，重新奥氏体化的晶粒形成一层相对于基体的细晶区，如图3（b）所示。根据奥氏体不锈钢特点，细晶奥氏体对材料基体韧性有利，因此1Cr18Ni9Ti侧的组织相对较为理想。

由钎焊接头基体及钎料主要元素能谱线扫描结果可知，钎缝中Mn和Ni元素均已向两侧基体扩散，但主要仍分布于钎缝中。2205侧Mo元素向钎焊缝有一定程度的扩散。Cr和Fe元素由于在两侧基体浓度均高于在钎料中的浓度，所以发生由两侧基体向钎缝中扩散现象，但扩散浓度仍低于两侧基体。

为定量分析钎焊缝及两侧近距离元素浓度分布规律及其影响，用能谱点扫描分析10个点的元素浓度，点间隔为8.4 μm ，10点分布情况如图4所示，其中1至3点位于2205侧，4至7点位于钎缝，8至10点位于1Cr18Ni9Ti侧。由定量分析结果可知，经历高温扩散过程后，2205侧基体各元素分布浓度仍遵循两相分布规律，Cr、Ni元素在2205侧基体浓度存在起伏，引起了α与γ相重新分布的变化，图4中1点Cr和Ni含量分别为20.16%和7.10%，与γ相成分一致；而2点Cr和Ni含量分别为23.62%和5.54%，与α相成分一致，3点与2点相同。同时因为Mn和Mo元素在两相中的溶解度不同，也存在相同的浓度分布规律，即1点浓度Mn高Mo低，2点和3点浓度Mn低Mo高。钎缝内元素扩散后，主成分Mn被Fe元素取代，Fe浓度最高达到53.62%，同时Cr向钎缝中也有大量扩散，最高浓度达到14.90%，Mn浓度大幅下降，Ni浓度下降幅度不大，随着Ni、Cr元素在钎缝中总体比重增大，同时微量Mo元素的进入，可显著提高钎焊缝的抗腐蚀性能。在钎缝中心因为Mn元素的扩散作用，在原位形成细微空穴，将成为应力条件下裂纹扩展的源区。在波纹板1Cr18Ni9Ti侧，Mn、Ni元素与γ-Fe无限互溶，在以奥氏体为基体的1Cr18Ni9Ti中扩散则比较容易，浓度相对较高，同时在扩散过程中为γ相重新形核长大提供条件，促使靠近钎缝区域基体形成奥氏体细晶区，有利于提高材料基体的韧性性能。

图4 钎缝及两侧能谱分析点分布情况
Fig.4 Distribution of energy spectrum analysis points at brazing seam and its two sides