Vol.18 俞宏英等：模拟焊接条件对镍磷非晶态合金结构和性能的影响 ·75· 1100 1200 1100 1000 400℃ 1000 60s 三900 900 10s 800 800 700 700℃ 600 700 50 5101520253035404550556065 30040050060070080090010001100 t/s TIC 围2不同温度下硬度随热处理时间的变化 图3不同时间硬度随热处理温度的变化 3分析讨论 磷的质量分数大于8%的化学镀Ni 一P合金是π-Ni和磷的过饱和固溶体，呈 1000 非晶态，处于热力学上的亚稳态状态.而 900 晶化过程是一个动力学过程，需要有一定的 800 能量驱动.在热处理条件下一定的热处理温 主700 度和时间的组合，将对Ni-P合金提供一定 600 的能量，只有在一定的能量条件下，晶化 500 动力学过程才有可能被驱动，完成非晶向 400 晶态的转变.图1、表1的结果证实，即使 300 05101520253035 在高达1000℃的热处理温度，当热处理时 Wmm 间较短时，N-P合金仍不会发生晶化， 田4钢管焊接样品镀层硬度随距熔合线距离的变化 只有在较长一点热处理时间的条件下才会发生非晶向晶态的转变.这与通常情况下，一些要 求热处理温度低于350℃的工件，在远低于400℃的温度下，延长热处理时间完成晶化过 程是一致的.这充分说明：Ni一P合金的晶化动力学过程是需要一定能量驱动的，即使在 高温条件下，只要保持较短的热处理时间，就能在大幅度提高镀层硬度的同时，仍能保持镀 层的非晶态结构.这一特点对于Nⅱ一P合金的耐蚀性是有利的，因为非晶态结构的耐蚀性 要优于晶态结构的耐蚀性， 在通常热处理情况下，长时间热处理（如处理1h),镀层硬度达到最高值（约为Hv1000 ~1100)的温度是400℃左右，并且随热处理温度上升硬度反而下降.当热处理时间为60s 时，获得了与长时间热处理同样的硬度变化结果（如图3所示）.这说明：从硬度随温度的变 化来看，当热处理时间大于或等于60s时，与通常长时间热处理具有同样的效果.但是在更 短时间的热处理(10s)所获得的硬度随温度的变化规律却异于上述情况，硬度达到最高 值的温度点在700℃左右.根据文献[3]计算结果：焊缝热影响区内温度随距离熔合线距离 的变化如图5所示.在距熔合线4mm处温度达到706℃左右，对比图4所示硬度随距离的 变化及图2可见：短时间模拟焊接热处理条件与实际情况基本符合，根据这一结果，结合 焊接过程分析计算1，可推测在距熔合线12mm之内的范围内，焊接过程中，镀层保持在俞宏英等 模 拟 焊接条件 对镍磷 非 晶态合金结构和性能 的影 响 ℃ 国 ， 产入下 一 、 ℃ 一一 … 图 不 同温度下硬度 随热处理时 间的变化 ℃ 不 同时间硬度随热处理温度的变化 目“︸ ﹃ 即为 分析讨论 磷 的 质量 分 数 大 于 的 化 学 镀 一 合 金 是 一 和 磷 的 过 饱 和 固 溶 体 ， 呈 非 晶 态 ， 处 于 热 力 学 上 的 亚 稳 态 状 态 而 晶化 过 程 是 一 个 动力 学 过 程 ， 需 要 有 一 定 的 能 量 驱 动 在 热处理 条 件 下 一 定 的 热 处理 温 度 和 时 间 的组合 ， 将 对 一 合金 提供 一 定 的 能 量 ， 只 有 在 一 定 的 能 量 条 件 下 ， 晶 化 动 力 学 过 程 才有 可 能被 驱 动 ， 完 成 非 晶 向 晶 态 的 转变 图 、 表 的 结 果 证 实 ， 即使 在 高 达 ℃ 的 热 处 理 温 度 ， 当热 处理 时 间 较 短 时 ， 一 合 金 仍 不 会 发 生 晶 化 ， 》 工 曰 曰 ‘ ‘ 曰 ‘ 一一 到〔 口工。 田 钢管焊接样品镀层硬度随距熔合线距离的变化 只 有 在 较 长 一点 热处理 时 间的条件下 才 会发生非 晶 向晶态 的转变 这 与通 常情 况下 ， 一些要 求 热 处理 温 度 低 于 ℃ 的工 件 ， 在 远 低 于 ℃ 的温 度 下 ， 延 长热处理 时 间完成 晶 化 过 程 是 一 致 的 这 充 分说 明 一 合金 的 晶化 动力 学 过 程 是 需 要 一 定 能量 驱 动 的 ， 即使在 高温 条 件 下 ， 只 要 保 持 较 短 的热处理 时 间 ， 就 能在 大 幅度 提 高镀 层 硬 度 的 同时 ， 仍 能 保 持 镀 层 的非 晶 态 结 构 这 一特 点对于 一 合金 的 耐蚀性 是 有 利 的 ， 因 为非 晶态结构 的耐蚀 性 要 优于 晶态结构 的耐蚀性 在 通 常 热处理 情 况 下 ， 长 时 间热处理 如处理 ， 镀层 硬 度 达到 最 高值 约 为 一 的温 度是 ℃ 左 右 ， 并 且 随热处理 温度 上 升硬度 反 而 下 降 当热处理 时 间为 时 ， 获得 了 与 长 时 间 热处理 同样 的硬 度 变 化 结 果 如 图 所 示 这 说 明 从硬 度 随温 度 的变 化来看 ， 当热处理 时 间大 于 或 等于 时 ， 与通 常 长 时 间热处理具 有 同样 的效果 但是 在 更 短 时 间 的 热 处理 所 获 得 的 硬 度 随 温 度 的 变 化 规 律 却 异 于 上 述 情 况 ， 硬 度 达 到 最 高 值 的 温度 点 在 ℃ 左 右 根 据 文 献 计算 结果 焊 缝 热影 响 区 内温 度 随距 离熔合 线距 离 的变 化 如 图 所示 在距 熔合 线 处 温 度 达 到 ℃ 左 右 ， 对 比 图 所 示 硬 度 随距 离 的 变 化及 图 可 见 短 时 间模 拟 焊 接 热 处 理 条 件 与 实 际情 况 基 本符 合 根 据 这 一 结果 ， 结合 焊 接 过 程 分 析 计 算 ， 可 推 测 在 距 熔 合 线 之 内的 范 围 内 ， 焊 接 过 程 中 ， 镀 层 保 持在