一、钎焊不锈钢接头组织分析
BNi-5钎料由于含有大量的Si元素，使其钎焊不锈钢的接头组织中含有大量的化合物相，对BNi-5钎焊不锈钢304L管板接头钎焊圆角根部的X射线衍射结果进行分析得出，在钎焊圆角根部生成了镍固溶体、硅化镍、镍铬硅化合物以及FeNi3等物质。X射线衍射结果如图4-1所示。
对钎焊圆角中各相成分进行能谱分析，点1成分只要为镍、铬、硅、铁，但含硅量在8.7%以下，又靠近母材一侧，故应为镍基固溶体，点2的含硅量超过了它在镍中的极限固溶度，含铬量较高，参照X射线衍射结果，判断其为镍铬硅化合物相，点3主要含硅和镍，应为硅化镍相。即钎焊圆角根部主要由镍基固溶体、镍铬硅化合物和硅化镍相组成。
二、失效件钎焊接头裂纹显微组织分析
垂直于断口方向切下试样，经镶嵌、磨光、抛光及腐蚀后制成金相试样，观察裂纹的金相组织并分析疲劳裂纹的萌生和扩展过程。从A到B，裂纹由宽到窄变化，并且A区裂纹两侧的母材不是完全匹配的，说明断裂开始于管壁外侧，裂纹在钎焊圆角根部萌生后在周期弯曲疲劳载荷作用下向管壁内侧扩展，这与断口分析中疲劳源位置在管壁外侧的观察结果是一致的。形成的断口在周期载荷的作用下反复张开和闭合，断口两侧母材由于反复磨擦而遭到破坏，导致初始裂纹两侧母材不能完全匹配。裂纹穿晶扩展，符合疲劳断裂的特征。主裂纹形成后，裂纹两侧物质在周期载荷作用下反复摩擦，对于裂纹在钎焊圆角中扩展阶段，裂纹两侧原始组织已经遭到破坏，无法判断裂纹扩展与金相组织的关系，但对裂纹附近区域进行仔细观察后发现，在主裂纹一侧有向内扩展的二次微裂纹，对其两侧组织成分进行能谱分析，点1成分主要为Si和Ni，判断其为硅化镍，点2处含Ni、Cr、Si、Fe均较多，根据含硅量，排除固溶体组织，又不是共晶组织，根据X射线衍射结果，判断其为镍铬硅化合物相。说明裂纹是沿硅化镍和镍铬硅化合物相扩展的。
在断口左侧接近钎焊圆角根部位置还发现了沿受力方向扩展的微裂纹，裂纹在钎焊圆角的化合物相中萌生并扩展。说明钎焊圆角中存在化合物相是钎焊结构发生疲劳断裂的金属学因素。
在用BNi-5钎料钎焊不锈钢的接头组织中存在着硅化镍和镍铬硅化合物相，由于其硬而脆，且大量分布于钎焊圆角表面及内部，在钎焊圆角部位存在应力集中的情况下，就会沿表面的脆性化合物相萌生裂纹，并在交变载荷作用下进一步扩展，直至断裂。脆性材料中疲劳裂纹的扩展过程不同于塑性材料，裂纹萌生后，在继续加载时裂纹尖首先发出大量位错，并形成高应变的弹性无位错区，弹性无位错区中的平均应力等于或接近于原子键合力，促使解理微裂纹在此形核，在交变载荷的反复作用下微裂纹不断扩展并和主裂纹相连。上述微裂纹形核和扩展过程不断进行，构成了脆性材料中裂纹扩展的主要方式。
当裂纹扩展至镍基固溶体时，裂纹尖端应力场会造成固溶体组织在承受载荷作用时产生微区塑性变形，进而在交变载荷作用下产生疲劳裂纹，疲劳裂纹沿垂直于正应力方向不断扩展，在剩余材料不足以承受下一个阶段的载荷循环时发生瞬时断裂。
三、实验件钎焊接头裂纹显微组织分析
实验过程中，发现在未受任何冲击载荷的情况下，钎焊好的实验件接头就普遍有裂纹出现，统计结果显示，存在裂纹的钎焊接头占总实验件数量的1/3，这些裂纹主要存在于钎焊圆角和钎缝的化合物相中。
对裂纹两侧组织进行能谱分析，点1为硅化镍相，点2为镍铬硅化合物相，再次证实了裂纹是沿镍铬硅化合物相和硅化镍相扩展的。钎焊接头中产生裂纹的较主要原因是钎缝和钎焊圆角处存在大量连续的脆性化合物相。在钎焊的冷却过程中，靠近母材一侧的钎缝由于钎料与母材的相互扩散作用形成了高熔点的镍基固溶体组织，会首先凝固；钎缝中央的液态钎料由于扩散不充分形成了以低熔点共晶相为主的脆性相，会最后凝固。在焊缝金属凝固所产生的内应力作用下，钎缝中央的低熔点共晶相由于强度较低，就会发生开裂。
存在于钎焊圆角和钎缝中的这些早期裂纹会给产品的使用带来极大隐患。Y.Cui和Carl D.Lundin在研究显微裂纹对奥氏体不锈钢焊缝金属的疲劳性能的影响时发现，显微裂纹大大降低了不锈钢焊缝金属的疲劳性能，往往是产品发生断裂失效的起始位置。而且在周期性载荷的作用下，这些显微裂纹会很快扩展，造成产品早期失效。http://www.zhpct.com
