CN105537711A - 一种采用钛箔钎焊连接Hastelloy N合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种采用钛箔钎焊连接Hastelloy？N合金的方法，该方法选取钛箔作为钎焊时的连接材料，采用502胶水将Hastelloy？N合金板一、钛箔和Hastelloy？N合金板二粘牢；随后进行钎焊，钎焊过程中，钛箔中Ti元素与Hastelloy？N合金中的Ni元素发生共晶熔化转变为液相，在此过程中Hastelloy？N合金内的Cr、Mo、Fe、Si、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散作用；凝固过程中，钎缝内形成了TiNi3基体、Mo-Ni颗粒及TiC颗粒等组织。本发明的有益效果：通过应用钎焊技术实现了Hastelloy？N合金薄壁管板之间的连接，获得了高温下稳定可靠的接头，该方法成本低、操作简单，提高了熔盐管路部件等的运行寿命，促进了熔盐堆的发展和应用。

Description

一种采用钛箔钎焊连接Hastelloy N合金的方法
技术领域
本发明属于HastelloyN合金焊接技术领域，具体涉及一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法。
背景技术
熔盐堆作为第四代核反应堆六种候选堆型之一，具有核燃料可持续利用、高的热转化效率、良好的安全性等优点。HastelloyN合金作为一种固溶强化型镍基高温合金，具有优异的高温力学性能、抗氧化性、耐腐蚀性以及耐辐照性能。基于此，HastelloyN合金常被用来制造回路管道、堆芯容器及换热器等熔盐堆中的关键部件。由于换热器中多是薄壁管板结构，采用常规的熔焊技术会熔蚀薄管壁，破坏管板结构的完整性。如何解决换热器中HastelloyN合金管板之间的连接问题对推动熔盐堆的发展和应用至关重要。钎焊技术具有成本低、操作简单、不破坏母材原有结构、获得的接头强度高、性能稳定等优点。因此，本发明采用钎焊的方法连接HastelloyN合金与HastelloyN合金，相关技术亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法。
为了实现上述目的，本发明所采取的措施：
所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于在两块材质相同的HastelloyN合金板一和HastelloyN合金板二之间采用钛箔作为钎焊材料进行钎焊连接，作为钎焊材料的钛箔与HastelloyN合金板一、HastelloyN合金板二中的Ni元素发生共晶融化转变为液相，使得HastelloyN合金板一和HastelloyN合金板二内的Cr、Mo、Fe、Si、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散，凝固结束后，使得钎缝里形成了TiNi3基体5、Mo-Ni颗粒6及TiC颗粒4等组织。
所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于包括如下几个步骤：
1）用砂纸打磨并抛光，除去HastelloyN合金板一和HastelloyN合金板二表面的油污；
2）选取一定厚度与纯度的钛箔作为钎焊时所用钎料；
3）将各部分材料按照HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二的顺序用502胶水紧密粘牢，放入高温真空炉；
4）将HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二加热到290-310℃，保温25~30分钟，以使502胶水挥发；
5）将HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二继续加热到920-940℃，保温8~12分钟，以保证真空炉中温度分布均匀；
6）将HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二继续加热到钎焊温度，保温5~60分钟，钛箔与HastelloyN合金板一、HastelloyN合金板二中的Ni元素发生共晶熔化转变为液相，并使HastelloyN合金内的Cr、Mo、Fe、Si、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散；
7）将HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二从钎焊温度降温至290-310℃，使钎缝里形成TiNi3基体、Mo-Ni颗粒及TiC颗粒等组织，再从290-310℃随炉冷却至室温。
所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于步骤2）中钛箔的厚度为0.025~0.150mm，钛箔的纯度为99.99%。
所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于步骤2）中钛箔的厚度为0.06-0.1mm。
所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于步骤6）的钎焊温度为980~1100℃。
所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于步骤7）中的炉内温度以每分钟5-7℃的速度均匀降至290-310℃，优选降温温度为300℃。
本发明的有益效果：本发明以钛箔为钎焊材料，通过应用钎焊技术实现了HastelloyN合金薄壁管板之间的连接，得到了稳定可靠的接头，该方法成本低、操作简单，提高了熔盐管路等部件的运行寿命，促进了熔盐堆的发展和应用。
附图说明
图1是使用该方法形成钎焊接头的原理示意图；
图2是使用该方法所得钎焊焊缝的成分示意图。
图中：1-HastelloyN合金板一，2-钛箔，3-HastelloyN合金板二，
4-TiC颗粒，5-TiNi3基体、6-Mo-Ni颗粒。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
如图1和图2所示，本发明为采用钛箔2钎焊连接HastelloyN合金板一1与HastelloyN合金板二3的方法，它选取一定厚度与纯度的钛箔2作为钎焊所用钎料，将该钎料放置于HastelloyN合金板一1和HastelloyN合金板二3中间；钎焊过程中，作为钎料的钛箔2与HastelloyN合金板一1、HastelloyN合金板二3Ni元素发生共晶融化转变为液相，使得HastelloyN合金板一1、HastelloyN合金板二3内的Cr、Mo、Fe、Si、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散，凝固结束后，使得钎缝里形成了TiNi3基体5、Mo-Ni颗粒6及TiC颗粒4等组织，本发明所作的钛箔2的厚度为0.025~0.150mm，优选厚度为0.06-0.1mm，钛箔的纯度为99.99%。
实施例：以采用钛箔2在钎焊温度1050℃并保温时间30min，连接HastelloyN合金板一1与HastelloyN合金板二3为例，其连接过程如下：
1）选取厚度为0.127mm，纯度99.99%的钛箔2作为钎焊所用钎料；
2）按照HastelloyN合金板一1、钛箔2、HastelloyN合金板二3的顺序用502胶水将其紧密粘牢，放入高温真空炉；
3）将试验温度以每分钟10℃的速度由室温加热到300℃，保温30分钟，使502胶水挥发；
4）将试验温度以每分钟10℃的速度由300℃加热到930℃，保温10min，使炉中温度分布均匀；
5）将试验温度以每分钟10℃的速度由930℃加热到1050℃，保温30分钟；
6）使炉内温度以每分钟6℃左右的速度均匀降至300℃。
对钎焊温度为1050℃、保温时间为30min下所获得的接头进行剪切试验，接头的剪切强度327.5MPa，所得的接头性能优异稳定，满足实际工况要求。
通过应用钎焊技术实现了HastelloyN合金薄壁管板之间的连接，得到了稳定可靠的接头，该方法成本低、操作简单，提高了熔盐管路等部件的运行寿命，促进了熔盐堆的发展和应用。

Claims (6)

1.一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于在两块材质相同的HastelloyN合金板一和HastelloyN合金板二之间采用钛箔作为钎焊材料进行钎焊连接，作为钎焊材料的钛箔与HastelloyN合金板一、HastelloyN合金板二中的Ni元素发生共晶融化转变为液相，使得HastelloyN合金板一和HastelloyN合金板二内的Cr、Mo、Fe、Si、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散，凝固结束后，使得钎缝里形成了TiNi3基体5、Mo-Ni颗粒6及TiC颗粒4等组织。
2.根据权利要求1所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于包括如下几个步骤：
1）用砂纸打磨并抛光，除去HastelloyN合金板一和HastelloyN合金板二表面的油污；
2）选取一定厚度与纯度的钛箔作为钎焊时所用钎料；
3）将各部分材料按照HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二的顺序用502胶水紧密粘牢，放入高温真空炉；
4）将HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二加热到290-310℃，保温25~30分钟，以使502胶水挥发；
5）将HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二继续加热到920-940℃，保温8~12分钟，以保证真空炉中温度分布均匀；
6）将HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二继续加热到钎焊温度，保温5~60分钟，钛箔与HastelloyN合金板一、HastelloyN合金板二中的Ni元素发生共晶熔化转变为液相，并使HastelloyN合金内的Cr、Mo、Fe、Si、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散；
7）将HastelloyN合金板一、钛箔、HastelloyN合金板二从钎焊温度降温至290-310℃，使钎缝里形成TiNi3基体、Mo-Ni颗粒及TiC颗粒等组织，再从290-310℃随炉冷却至室温。
3.根据权利要求2所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于步骤2）中钛箔的厚度为0.025~0.150mm，钛箔的纯度为99.99%。
4.根据权利要求2所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于步骤2）中钛箔的厚度为0.1-0.13mm。
5.根据权利要求2所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于步骤6）的钎焊温度为980~1100℃。
6.根据权利要求1所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法，其特征在于步骤7）中的炉内温度以每分钟5-7℃的速度均匀降至290-310℃，优选降温温度为300℃。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106180940A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 浙江工业大学 一种制备耐高温石墨‑Hastelloy N合金接头的方法
CN110369820A (zh) * 2019-07-19 2019-10-25 浙江工业大学 一种采用Ni-Cr-W-B-Si-Fe钎料钎焊Hastelloy N合金的方法
CN113857715A (zh) * 2021-09-13 2021-12-31 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种Hastelloy X高温合金部件服役缺陷修复用预成型焊料块体及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5318214A (en) * 1987-11-18 1994-06-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Activated brazing system for joining titanium aluminide
US20020079355A1 (en) * 2000-12-22 2002-06-27 Le Carbone Lorraine Manufacturing process for a plated product comprising a support part in steel and an anticorrosion metallic coating
US20070281175A1 (en) * 2003-07-25 2007-12-06 Carine Hoffmann Method of Brazing a Ti-Al Alloy
CN101972877A (zh) * 2010-11-03 2011-02-16 哈尔滨工业大学 TiAl基合金与Ni基高温合金的接触反应钎焊连接方法
CN104588811A (zh) * 2014-12-02 2015-05-06 中国核动力研究设计院 一种核反应堆用锆合金与不锈钢钎焊连接工艺
US20150290747A1 (en) * 2014-04-14 2015-10-15 Siemens Energy, Inc. Structural braze for superalloy material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5318214A (en) * 1987-11-18 1994-06-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Activated brazing system for joining titanium aluminide
US20020079355A1 (en) * 2000-12-22 2002-06-27 Le Carbone Lorraine Manufacturing process for a plated product comprising a support part in steel and an anticorrosion metallic coating
US20070281175A1 (en) * 2003-07-25 2007-12-06 Carine Hoffmann Method of Brazing a Ti-Al Alloy
CN101972877A (zh) * 2010-11-03 2011-02-16 哈尔滨工业大学 TiAl基合金与Ni基高温合金的接触反应钎焊连接方法
US20150290747A1 (en) * 2014-04-14 2015-10-15 Siemens Energy, Inc. Structural braze for superalloy material
CN104588811A (zh) * 2014-12-02 2015-05-06 中国核动力研究设计院 一种核反应堆用锆合金与不锈钢钎焊连接工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张丽霞等: "GH3044镍基合金钎焊接头的界面组织和强度分析", 《材料科学与工艺》 *
李海新等: "TiAl与Ni基合金接触反应钎焊接头界面组织及性能", 《稀有金属材料与工程》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106180940A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 浙江工业大学 一种制备耐高温石墨‑Hastelloy N合金接头的方法
CN110369820A (zh) * 2019-07-19 2019-10-25 浙江工业大学 一种采用Ni-Cr-W-B-Si-Fe钎料钎焊Hastelloy N合金的方法
CN113857715A (zh) * 2021-09-13 2021-12-31 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种Hastelloy X高温合金部件服役缺陷修复用预成型焊料块体及其制备方法

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