CN1198116A - 可在氧化气氛下接合的铁基材料的液相扩散接合用铁基合金箔 - Google Patents

可在氧化气氛下接合的铁基材料的液相扩散接合用铁基合金箔 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔,能使接合在氧化气氛下在较高的接合温度下进行,并能减小对基材(要接合的材料)的热影响,从而保证产生的接合接头具有均匀的微观组织和良好的接合接头强度,并能缩短接合时间。作为主要元素,以原子百分比计,这种铁基合金箔含有1.0～20.0%的P和1.0～20.0%的B中的一种、0.1～20.0%的Si、和1.0～20.0%的V,其余基本为Fe和不可避免的杂质,其厚度为3.0～100μm。另一个选择,作为主要元素,以原子百分计,所说的铁基合金箔含有1.0～20.0%的P、1.0～10.0%的Si、0.1～20.0%的V和1.0～20.0%的B,其余基本为Fe和不可避免的杂质,其厚度为3.0～200μm。根据需要,也可以含有适量的Cr、Ni和Co中的一种或多种和/或W、Nb和Ti中的一种或多种。这种合金箔优选的是具有基本为非晶态的组织。

Description

可在氧化气氛下接合的铁基材料 的液相扩散接合用铁基合金箔
本发明涉及一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，所说的铁基材料包括各种牌号的钢制品，如钢板、钢管、钢棒(包括钢丝和钢筋)等，其中所说的接合可以在低温下短时间在氧化气氛下进行而对要接合的材料(基材)没有热影响。
本发明还涉及一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，所说的铁基材料包括各种牌号的钢制品，如钢板、钢管、钢棒(包括钢丝和钢筋)等，其中所说的接合可以在氧化气氛下短时间进行，接合接头具有良好的强度。
本发明涉及一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，所说的铁基材料包括各种牌号的钢制品，如钢板、钢管、钢棒(包括钢丝和钢筋)等，其中所说的接合可以在低温下短时间在氧化气氛下进行而对要接合的材料(基材)没有热影响。
液相扩散接合工艺是按下列步骤把基材接合在一起的，即以箔、粉末、片层等形式在基材之间插入一种熔点低于基材熔点的具有低共熔组成的合金，把基材压在一起，然后把要接合的部分加热到刚好高于所插入的合金(下文称为“插入金属”)的固相线使其熔化并等温固化；这种工艺被认为是一种类型的固相接合工艺。发生等温固化的原因是特定的元素从液相中向要接合的材料(基材)中扩散，使液相的化学组成漂移，从而使漂移后的组合物的固相线达到加热温度。
液相扩散接合可以在较低的压力下进行，因此不仅用于避免由于接合产生残余应力和变形，而且也用于接合难以接合的高温合金钢和耐热钢以及这些钢与碳钢的接合。
另一方面，碳钢或一般用途的钢通常用其它接合方法接合而很少用液相扩散接合。
液相扩散接合通常用于接合含有0.50％原子百分数的Cr作为合金元素的材料。
含铬材料特点在于具有致密的Cr的氧化物膜(大多数为Cr2O3)，从而具有高的抗氧化性和耐腐蚀性。
因此，自然认为接合时的加热也会使接合表面上形成氧化膜，阻止熔融的插入金属的渗透，从而明显阻碍了接合必需的原子扩散，表现为难以得到良好的接合接头。
因此，传统技术，如日本未审专利公开No.53-81458，No.62-34685和No.62-227595等在液相扩散接合过程中必须使用真空或惰性气氛或还原气氛，这导致了接合成本的显著增大。
本发明人进行了各种研究，使不锈钢、高温镍基合金和耐热合金钢的液相扩散接合以及这些材料的任一种与碳钢之间的接合能够甚至在空气中进行，在所说的液相扩散接合中，在基材上形成一种氧化膜，并且提供了降低了成本的良好的接合接头，发现了用含有0.1～20.0原子％的V和较高含量的Si的插入金属能够使液相扩散接合在氧化气氛(如空气)中进行。
也就是说，本申请人发现，虽然V提高了插入金属的熔点，但是通过调整其它元素(本发明中只是Si)可以获得具有良好接合性的插入金属，而且预先提出了一种用于能使接合在氧化气氛中进行的液相扩散接合的含V和Si的镍基合金箔，主要用于不锈钢、高温镍基合金和耐热合金钢的液相扩散接合以及这些材料的任一种与碳钢之间的接合。
但是，上述的用于液相扩散接合的镍基合金主要用于不锈钢、高温镍基合金和耐热合金钢的接合，并且以镍为主要成分。
最近，越来越多地需要接合以钢制品为代表的铁基材料，如钢管、钢筋、钢板或用碳钢制成的类似的制品，并且要求在狭小的空间内用较短的时间提供低成本的良好的接合接头。本发明人认识到没有任何一种传统材料能够满足这样的要求，研究了在空气中进行铁基材料的液相扩散接合的可行性。
本发明人最后得出结论，用上面提出的镍基合金箔作为液相扩散接合的插入金属不可能令人满意地进行铁基材料的液相扩散接合，因为在基材之间混入Ni相会产生不均匀的接合接头组织，需要延长接合时间，从而影响接合接头强度和韧性。
本发明的第一个目的是提供用于以钢制品如钢管、钢筋、钢板或用碳钢制成的类似的制品  为代表的铁基材料(或含Fe50％或50％以上的各种牌号的钢制品)的液相扩散接合的铁基合金箔，其中，所说的接合可以令人满意地在氧化气氛下、在低温下短时间进行而不会对要接合的材料(基材)有明显的热影响。
本发明的第二个目的是提供一种用于钢板、钢管、钢棒(包括钢丝和钢筋)或用碳钢制成的类似制品的液相扩散接合的铁基合金箔，其中所说的接合可以在氧化气氛下短时间地令人满意地进行，并保证接合接头具有均匀的显微组织和良好的接合接头强度。
本发明的第三个目的是提供一种用于以钢制品，如钢管、钢筋、钢板和碳钢制成的类似制品为代表的铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，其中，所说的接合可以在氧化气氛下、在低温下短时间内进行，而对要接合的材料(基材)没有明显的热影响。
为了达到根据第一个发明的第一个方面的第一个目的，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，其余基本由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第一个发明的第二个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的P、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，以及0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第一个发明的第三个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的P、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，以及0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第一个发明的第四个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的P、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，以及0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第一个发明的第五个方面，提供了一种根据第一个到第四个方面的任一个的用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于具有基本为非晶态的组织。
为了达到根据第二个发明的第一个方面的第二个目的，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的B、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，其余基本由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第二个发明的第二个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的B、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，以及0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第二个发明的第三个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的B、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，以及0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第二个发明的第四个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的B、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，以及0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第二个发明的第五个方面，提供了一种根据第一个到第四个方面的任一个的用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于具有基本为非晶态的组织。
为了达到根据第三个发明的第一个方面的第三个目的，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V和1.0～20.0％的B，其余基本由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第三个发明的第二个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的P、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V和1.0～20.0％的B，以及0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第三个发明的第三个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的P、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V和1.0～20.0％的B，以及0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第三个发明的第四个方面，提供了一种用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于：
用原子百分数表示，其化学组成包括：1.0～20.0％的P、1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V和1.0～20.0％的B，以及0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余由Fe和不可避免的杂质组成；
箔的厚度为3.0～100μm。
根据第三个发明的第五个方面，提供了一种根据第一个到第四个方面的任一个的用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于具有基本为非晶态的组织。
本文使用下列术语。
“铁基材料”是指各种牌号的碳钢制成的钢制品，其铁含量为50原子％或更多。
“基本非晶态”是指50％或更多的晶体学组织是非晶态的。
“液相扩散接合”包括扩散钎焊，是指一种接合方法，其中通过下列步骤把材料接合在一起，即以箔或粉末或平板的形式在要接合的材料之间插入一种具有低共熔组成并且其熔点低于要接合的材料的熔点的合金，把材料压紧，加热接合接头部分到刚好高于插入合金(以下称为“插入金属”)的液相线温度产生熔融和等温固化，其中所说的熔融不限制于完全熔化但是包括50％或更多的熔化。等温固化的原因是特定的元素从液相中向要接合的材料(基材)中扩散，使液相的化学组成漂移，从而使固相线温度达到所说的液相的温度。
“氧化气氛”是指含有0.1体积％或更多的氧气并且其氧分压为10-3atm或更大的气氛，包括含有H2、H2S、水蒸汽或其它还原气体但具有相当于氧浓度为0.1％或更多的气体提供的氧化能力的气氛。
如果不另外说明，“熔点”是指在两种或更多的元素组成的合金中的相图上的固相线温度。
图1是表示使用一种液相扩散接合用的合金箔(插入金属)，用圆形钢棒作为接合试样的液相扩散接合的实例的草图；
图2是表示一种液相扩散接合的圆形钢棒试样或从其中制得的拉伸试样的草图；
图3是表示用拉伸试样取样机制得的拉伸试样；
图4是与第一个发明有关的图，表示在铁基插入金属的V含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图5是与第一个发明有关的图，表示在铁基插入金属的Si含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图6是与第一个发明有关的图，表示在铁基插入金属的P含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图7是与第一个发明有关的图，表示在铁基插入金属的厚度和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图8是与第一个和第二个发明有关的图，表示在0℃时用铁基插入金属进行的液相扩散接合的铁基材料的热影响区(基材)的韧性，其中比较了B型和P型插入金属；
图9是与第二个发明有关的图，表示在铁基插入金属的V含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图10是与第二个发明有关的图，表示在铁基插入金属的Si含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图11是与第二个发明有关的图，表示在铁基插入金属的B含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图12是与第二个发明有关的图，表示在铁基插入金属的厚度和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图13是与第一个和第二个发明有关的图，表示在接合时间和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系，其中比较了B型和P型插入金属；
图14是与第三个发明有关的图，表示在铁基插入金属的V含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图15是与第三个发明有关的图，表示在铁基插入金属的P含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图16是与第三个发明有关的图，表示在铁基插入金属的B含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图17是与第三个发明有关的图，表示在铁基插入金属的Si含量和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图18是与第三个发明有关的图，表示在铁基插入金属的厚度和液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图19是与第三个发明有关的图，表示在接合时间和使用一种含有P和B的铁基插入金属的液相扩散接合的铁基材料的接合接头断裂强度之间的关系；
图20是与第三个发明有关的图，表示在0℃时用一种铁基插入金属进行的液相扩散接合的铁基材料的热影响区(基材)的韧性；
本发明注意了用在日本未审专利公开Nos.2-151377、2-151378，2-185940、7-268521和7-276066提出的含V和Si的镍基合金得到的效果，对用于既不会由于镍相的存在导致不均匀的微观组织，也不会由于接合的热影响导致接合的材料(基材)性能恶化的铁基材料的液相扩散接合的合金箔进行了各种研究，最后得到了本发明。
在第一个到第三个发明中，根据第一个方面，保持铁基合金箔与铁基基材为相同意义上的铁基材料，控制Ni含量(如果存在)为0.1～15％的有限量，以防止不均匀的微观组织的问题，所说的铁基合金箔含有作为主要元素的能够扩散并降低熔点的P和/或B、降低熔点的Si和使氧化膜的影响最小的V。
根据第二个方面，铁基合金箔除了第一个方面的元素以外，还选择性地含有Cr、Ni和Co中的一种或多种，基本是为了改善接合接头的耐腐蚀性。
根据第三个方面，铁基合金箔除了第一个方面的元素以外，还选择性地含有W、Nb和Ti中的一种或多种，基本是为了改善接合接头强度。
根据第四个方面，铁基合金箔还选择性地同时含有第二个和第三个方面的元素，即改善接合接头的耐腐蚀性的Cr、Ni和Co中的一种或多种，同时含有改善接合接头强度的W、Nb和Ti中的一种或多种。
根据基材的化学组成、要求的接合接头性能等适量使用所选择的元素。
B和P称为扩散元素。
根据第一个发明，选择P作为扩散元素是因为它能使低温下的接合立即实现(1000℃或更低)，减小对基材(要接合的材料)的热影响，防止由于基材的晶粒粗化导致的性能恶化。
当基材或铁基材料具有一种由于热影响而粗化的晶粒使材料性能恶化的化学组成时，第一个发明是特别有利的，例如含钼钢。
当这些牌号的钢仅用B作为扩散元素进行液相扩散接合时，难以提供良好的接合接头。
第二个发明选择B用作扩散元素，与P相比，虽然接合温度是1050～1300℃，比用P时高200℃，甚至更多，但是B具有更大的扩散系数，明显缩短的接合时间和明显改善的接合接头强度。
第三个发明用B和P一起作为扩散元素，使二者互补，从而使提高了的接合温度对基材(要接合的材料)没有明显的热影响，以防止由于晶粒粗化导致的基材性能恶化，并缩短了接合时间。
第三个发明同时使用B和P作为扩散元素，可以有利地用于具有晶粒有可能会由于热影响而粗化导致材料性能恶化的化学组成的待接合材料，或铁基材料，如具有铁素体组织、贝氏体组织或马氏体组织的钢。
在P单独用作扩散元素时，比仅用B时需要的接合时间长，但是与B一起使用促进了非晶态相的形成和箔的生产，并且与仅用P相比，明显缩短了接合时间。
因此，第三个发明促进了所说的合金箔的生产，这种合金箔可以应用于包括各种牌号的钢的铁基材料的液相扩散接合，从而提供具有改善的断裂强度的接合接头。
本发明使用了一些合金元素，其原因和用量描述如下。如果不另外说明，下面的解释共同应用于第一个～第三个发明。
(1)铁基(铁含量为50原子％或更多)
对于接合铁基材料(含有50原子％或更多的Fe的碳钢质钢制品)来说，铁基合金箔的使用避免了使用镍基插入金属遇到的由于Ni相的混入产生的不均匀微观组织，缩短了接合时间，并容易保证良好的接合接头强度。
(2)P含量为1.0～20.0％。(第一个和第三个发明)
P作为一种扩散原子，在实现液相扩散接合所需的等温固化过程中起重要作用，并且可以把熔点降低到低于基材的熔点。为此，P的含量必须我1.0％或更多。但是根据本发明者的详细研究，如果P的含量超过20.0％，并且基材中含有Mo和Cr，就会在基材中，尤其是在沿着基材的晶界形成5μm或更粗的磷化物，降低接合接头的强度。因此，P含量必须为1.0～20.0％。
注意，在第三个发明中，根据下列参数考虑P含量与B含量的关系，这些参数包括基材、本发明的合金箔的化学组成和接合接头所需的性能。
(3)B含量必须为1.0～20.0％。(第二个和第三个发明)
B作为一种扩散原子，在实现获得液相扩散接合所需的等温固化过程中起重要作用，并且可以把熔点降低到基材的熔点(在第三个发明中，B与P一起使用以促进非晶态相的形成)。为此，B的含量必须为1.0％或更多。但是，如果基材中含有Mo和Cr，就会在基材中，尤其是在靠近接合接头处，形成粗的硫化物，显著降低接合接头强度。
(4)Si含量必须为1.0～20.0％。(第一个和第二个发明)
Si可以有效地降低熔点，用于防止由于V含量较大使熔点升高延长接合时间。在Si含量小于1.0％时，效果不显著。Si含量大于20.0％时，在氧化气氛下进行的液相扩散接合过程中，在插入金属中偶尔会形成含Si的粗大氧化物，从而降低接合接头的强度和韧性。
在第三个发明中，Si含量必须为1.0～10.0％。Si提供了与第一个或第二个发明中相同的作用。Si含量大于10.0％时，在氧化气氛下进行的液相扩散接合过程中，在插入金属中偶尔会形成含Si的粗大氧化物，从而降低接合接头的强度和韧性。
(5)V含量必须为0.1～20.0％。
在存在V时，在基材表面形成低熔点的复合氧化物V2O5-Fe2O3(熔点约为800℃)涂层，而不形成Fe2O3氧化物涂层。所说的复合氧化物涂层在接合温度下(900～1200℃)熔化并且由于表面张力的不同在液相中球化，在所说的铁基材料和熔融插入金属之间提供良好的润湿。因此，扩散元素P和/或S不再受表面氧化物膜的影响而在球化的氧化物之间自由扩散。因此，V是在氧化气氛下实现液相扩散接合的重要的基本元素。
其含量少于0.1％不足以熔化所说的氧化物膜，也不能提供明显的效果，而含量大于20.0％则使插入金属的熔点高于1300℃，此时，液相扩散接合实际上是不可能的。
(6)Cr含量必须为0.1～20％。
Cr的主要作用是改善耐腐蚀性和抗氧化性。其含量小于0.1％没有明显作用，而含量大于20.0％则会大大地提高合金箔的熔点，导致生产率的降低，并使液相扩散接合温度非常高，远远超出实际可用的范围，如1400℃或更高。
(7)Ni含量必须为0.1～15.0％。
Ni的主要作用是改善耐腐蚀性和抗氧化性。其含量小于0.1％没有明显作用，而含量大于15％则因为Ni相的析出阻碍均匀的微观组织的形成，同时还延长所需的接合时间，降低接合接头强度。
(8)Co含量必须为0.1～15.0％。
Co的主要作用是改善耐腐蚀性和抗氧化性。其含量小于0.1％没有明显作用，而含量大于15％则会在插入金属中形成粗大的金属间化合物，降低接合接头韧性。
(9)W、Nb和Ti的含量必须分别为0.1～10.0％。
W改善接合接头强度。其含量小于0.10％没有明显作用，而含量大于10.0％则会由于枝状晶的偏析产生粗大的拉夫斯相，降低强度。
Nb在基质中以碳化物、氮化物或碳氮化物分散时，可有效地改善韧性。其含量小于0.1％没有明显作用，而其含量大于10.0％则会形成粗大的Fe-Nb金属间化合物，偶尔会明显降低接合接头韧性。
Ti改善接合接头强度，并且当以碳化物或氮化物均匀分散时，可以改善韧性。其含量小于0.1％没有明显作用，而含量大于10.0％则会形成粗大的金属间化合物，明显降低接合接头韧性。
为了提供良好的接合接头，具有上述特定化学组成的用于本发明的液相扩散接合的合金箔在液相扩散接合过程中必须形成均匀的熔体。
如果插入金属的化学组成不均匀，含有元素的偏析，插入金属各部分之间的熔点就会发生变化，不能提供均匀的接合界面或牢固的接合接头。
鉴于实际的合金箔含有不均匀的化学组成并含有合金元素的偏析，所说的合金箔优选具有非晶态组织。
但是在很容易获得具有均匀化学组成的合金箔时，所说的非晶态组织是不必要的。
可以以各种形式提供作为插入金属的用于液相扩散接合的合金箔。
例如，通过熔体淬冷法，可以容易地以非晶态合金箔的形式生产具有根据第一个到第三个发明的第一个到第四个方面的任一个的化学组成的合金。
为此，用单一冷却辊作为冷却基体的简单的单辊法可以用作基本的生产方法，这是熔融淬冷法的一种，其中把合金熔体通过喷嘴喷到冷却基体上，通过热接触冷却和固化。
其他合适的方法包括利用一个园鼓的内壁的离心淬冷法、使用无端板带的方法，以及这些方法的改进形式，例如使用辅助辊和控制辊表面温度的装置，或者在抽气条件下、在真空中或在惰性气氛中浇铸的方法。也可以使用双辊法，即把熔融的金属倒入一对辊子之间进行淬冷至固化。
也可能把合金真空熔化并浇铸成锭，然后以通常的方法轧制并退火形成合金箔。
这样生产的合金箔必须具有3.0～100μm的厚度，虽然合金箔越薄，材料在靠近接合接头的部分的力学性能变化越小，接合所需时间越短，对液相扩散接合约有利，但是因为厚度小于3.0μm的合金箔不能提供足以使基材表面的氧化膜无害的V的绝对量。在第一个和第二个发明中，厚度超过100μm完成液相扩散接合所需时间延长(例如，10小时或更长)，这实际上是不可接受的。
在第三个发明中，由于下列原因，所说的合金箔的厚度可以增加到200μm。
P还能有效地降低合金箔的熔点，B是快速扩散元素。这些元素共同存在使合金箔的熔点比仅用B添加剂的合金箔的熔点低。在这种情况下，在接合合金箔和基材之间发生的反应(基材溶解在所说的合金箔中)使接合合金箔的稀释程度增大。当然，同样的现象发生在仅用P添加剂的合金箔中。
如果稀释程度大，需要扩散的量(必须完成等温固化需要的扩散量)相对降低。所以，虽然接合的金属区具有较大的宽度，实际上，等温固化比仅用P添加剂的情况下在较宽的区域内更迅速地完成。在1150℃接合时，由于实际的接合实际与接合接头强度有关，如图19所示，从接合接头强度方面来看，P和B的共同添加使接合合金箔厚度的上限提高近2倍。
为了简化上述解释，预期的在接合过程中发生的反应相图明显在仅用P添加剂、仅用B添加剂和共同使用P和B添加剂之间变化。
虽然本发明涉及一种用于液相扩散接合的合金箔，它能使接合在空气中进行，也能用于扩散钎焊。
实施例1
根据第一个发明的用于液相扩散接合的合金用于进行铁基材料的液相扩散接合。参照下列表格和附图，使用条件和得到的结果将和对比实施例一起进行叙述。
把100g具有第一个发明的第一到第四个方面的任一个的化学组成的合金通过单辊法(直径300mm的铜冷却辊)进行淬冷，形成2～215mm宽，3.0～100μm厚的具有非晶态组织的合金箔。
所说的冷却辊的圆周速度保持在5.0～15.0m/s。
如表1所示(表1-1～1-8)，本发明的所有合金箔具有铁基化学组成(原子百分数)，其中，在100％和表中所列组分的总量之间的差值是指Fe和不可避免的杂质的总和。
表2表示对比合金的化学组成(原子百分数)，它也是铁基的，而且在100％和表中所列组分的总量之间的差值是指Fe和不可避免的杂质的总和。表2的对比合金箔是用与表1的本发明的合金箔相同的方法生产的。
用表1的满足第一个发明的第一到第五个方面的任一个的No.1～No.199合金箔(下文称为“发明的插入金属”)和表2的No.200～No.212合金箔(下文称为“对比的插入金属”，包括传统的插入合金)进行液相扩散接合。
发明的插入金属为3～100μm厚，直径20mm，对比的插入金属为5.16～133.74μm厚，直径20mm，基材是铁基材料(JIS STK400)，把所说的插入金属插入在两个基材的圆形钢棒(直径20mm)之间，如图1所示。
图1表示圆形钢棒1、要接合的材料1和插入金属2或用于液相扩散接合的合金。
在空气中进行所说的液相扩散接合，接合温度为刚刚高于所说的合金箔的熔点到高出熔点50℃，加热在大规模加热炉中进行，目标温度为950～1000℃。
用2兆帕的压力把基材1和插入金属2压在一起，保证二者之间的良好接触。
在所有情况下，接合时间为10分钟，单独或联合进行下列的热处理，以保证接合的材料的强度、耐腐蚀性和韧性，热处理包括回火、回火加退火、退火加回火、淬火硬化加退火加回火。
在这些热处理的任一个的过程中，在要接合的材料之间进行的相互扩散使接合接头均匀化，但是在发明的插入金属中没有观察到沉淀相的明显形成、增多或长大。
然后，进行JIS No.2亚尺寸园棒拉伸试验，以确定接合接头的坚固程度，结果是用本发明的插入金属接合的所有试样，未接合区域的百分数为0％。
用图2所示的方法，从圆形钢棒上在轴线方向上加工形状表示于图3的JIS No.A2试样，然后在室温下进行拉伸试验，测定接合接头断裂强度。
接合接头的断裂强度取决于基材、厚度、使用环境等，在本实施例中，从实际的限制考虑，要求的最小强度确定为400MPa，当断裂强度大于该值时，认为接合接头是坚固的。实验结果也表示于表1和2。
从表1中可以看出，用根据本发明的合金箔进行的液相扩散接合得到的接合接头都表现出非常好的接合接头强度，包括强度高于400MPa的目标值。
相反，用不满足本发明范围的对比的合金箔进行的液相扩散接合得到的接合接头都表现出低于400MPa目标值的强度。其中，没有一个是实践上可以接受的。个别结果将在后面描述。
图4～7表示在特定的组分元素或根据本发明的用于液相扩散接合的合金箔的厚度与接合接头断裂强度(用MPa表示)之间的关系，图8表示热影响区(基材)的韧性。
图4表示所说的插入金属的V浓度对接合接头断裂强度的影响。当V浓度小于0.1原子％时，不能把基材上的氧化膜完全变成无害的，所说的接合接头强度低，而在0.1～20.0原子％范围内时，所说的接合接头断裂强度可与基材(要接合的材料)的断裂强度相比，或者大于基材的断裂强度。这意味着V可以有效地使所说的氧化膜无害。但是，当V浓度大于20原子％时，所说的插入金属具有较高的熔点，导致接合时间不够，接合接头断裂强度降低。
类似地，图5表示Si含量与接合接头断裂强度之间的关系。当Si含量小于5.0％，尤其是小于1.0％时，或者Si含量大于20.0％时，都会降低接合接头的断裂强度，而Si含量在1.0～20.0％范围内时，能够保证接合接头具有高的断裂强度。
图6表示P含量与接合接头断裂强度之间的关系。当P含量小于1.0％，而使插入金属具有高熔点时，或者P含量大于20.0％，而使得在接合界面附近形成金属间化合物时，都会降低接合接头的断裂强度。1.0～20.0％的P含量能够保证接合接头具有高的断裂强度。
图7表示插入金属的厚度与接合接头断裂强度之间的关系。其中可以看出，大于100μm的厚度不能使接合接头具有良好的断裂强度。
图8表示在0℃下，在P用作扩散元素时与用B作为扩散元素时接合接头附近基材韧性的比较。实验条件总结于表3和4。
从图8和表3和4可以看出，在用P作为扩散元素时，所需的接合时间明显比用B作为扩散元素时所需的接合时间长，但是接合温度可以低于1000℃，减小了对基材(要接合的材料)的热影响，从而改善了接合接头附近基材的韧性。
本文所说的韧性通过冲击试验来测定，使用从接合的圆形钢棒试样上加工的JIS No.4夏比冲击试样，结果用于估计在基材(STK400)的热影响区内的晶粒粗化，其中，测得极限韧性为50J，这通常用于一般组织材料的近似参考。
表2表示与本发明的合金箔进行比较的对比试样的化学组成和接合接头的测定拉伸断裂强度。
从表2中可以看出，对比试样No.200的P含量不够，从而使其熔点高于1300℃，导致断裂强度明显地小，对比试样No.201 P含量过大，从而在接合接头附近形成了粗大的金属间化合物，降低了接合接头的断裂强度。
对比试样No.202的Si含量不够，从而使其熔点高于1300℃，结果使接合接头的断裂强度明显减小，对比试样No.203的Si含量过大，从而在接合过程中，在插入金属中形成粗大的SiO2基氧化物，降低了焊点的断裂强度。
对比试样No.204的V含量不够，从而不能完全使基材表面的氧化膜变成无害，所以接合接头断裂强度小，对比试样No.205的V含量过大，从而使插入金属的熔点非常高，不能完全进行液相扩散接合，导致接合接头断裂强度的降低。
对比试样No.206含有大量的Cr，从而使熔点非常高，不能完全进行液相扩散接合，导致接合接头断裂强度的明显降低，对比试样No.207含有大量的Ni，从而在Fe相中形成Ni相的夹杂，导致微观组织不均匀，降低了韧性，并降低了接合接头断裂强度。
对比试样No.208含有过量的Co，从而形成粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头的断裂强度，对比试样No.209含有过量的W，从而形成了粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头断裂强度，对比试样No.210含有过量的Nb，从而沉淀出粗大的Fe-Nb基金属间化合物，产生了脆性并降低了接合接头的断裂强度。
对比试样No.211含有过量的Ti，从而形成了大量的粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头断裂强度，对比试样No.212的合金箔的厚度太大，导致接合接头断裂强度的降低。
如上所述，用对比的插入金属通过液相扩散接合不能达到400MPa的目标接合接头断裂强度，只能部分满足，但是不能完全满足本发明的特定要求。
                                          表1-1
No.                                                 合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    P     Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
  1   6.45   11.31   9.32     46     空气   496.61
  2   6.70   18.37   3.40     71     空气   467.01
  3   16.83   5.07   7.24     12     空气   486.19
  4   8.66   1.11   17.92     12     空气   539.61
  5   11.12   3.47   6.58     78     空气   482.89
  6   9.73   14.83   11.35     42     空气   506.76
  7   16.10   2.60   19.50     8     空气   547.50
  8   10.87   19.21   8.13     44     空气   490.66
  9   11.42   8.96   19.84     7     空气   549.22
  10   2.14   6.31   15.03     29     空气   525.16
  11   11.59   9.53   13.04    10.15     36     空气   515.18
  12   15.31   16.79   14.24    10.85     45     空气   521.22
  13   15.02   1.20   18.54    4.46     32     空气   542.68
  14   13.26   3.07   16.56     5.57     89     空气   532.80
  15   13.94   4.39   2.03     0.86     18     空气   460.15
  16   1.48   18.82   7.65     9.99     98     空气   488.25
  17   1.45   12.69   5.67   1.57     88     空气   478.36
  18   10.52   9.20   14.76   14.51     62     空气   523.82
  19   1.38   9.12   12.78   2.28     50     空气   513.92
  20   11.40   10.12   3.03    15.06     2.14     20     空气   465.13
  21   18.41   15.89   6.92    3.41     5.44     94     空气   484.62
  22   16.28   13.34   17.93    18.13     10.99     64     空气   539.67
  23   4.58   9.21   0.28     11.20   3.09     60     空气   451.41
  24   7.14   2.06   7.42     2.49   13.85     92     空气   487.08
  25   8.75   5.29   16.12     13.85   10.54     59     空气   530.62
  26   11.11   7.96   17.15    4.78   0.20     43     空气   535.77
                                                    表1-2
No.                                              合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm)   接合气氛 断裂强度(MPa)
P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
  27     2.64   15.83   12.99    5.27   4.52     42     空气   514.97
  28     1.71   13.02    7.31   15.57   6.41     11     空气   486.53
  29     4.15   12.15    7.05   10.67  12.48  14.79     70     空气   485.23
  30     4.08    5.76    2.90   10.59   2.10   5.82     45     空气   464.49
  31    13.13    3.94   11.11   17.26   5.18   2.68     76     空气   505.53
  32    18.33   18.46    4.33  6.49     42     空气   536.61
  33     8.58   12.66   18.98  2.83     52     空气   573.14
  34     4.14    3.27    1.58  7.92     37     空气   537.08
  35     8.54    3.97    6.76   8.04     75     空气   540.07
  36    13.96    2.59   11.28   3.95     66     空气   534.02
  37     3.64    3.13   14.70   2.54     84     空气   541.27
  38     8.42   11.98    3.23   7.68     34     空气   527.57
  39    17.78   15.85    6.47   9.06     34     空气   554.85
  40     3.78    4.85   10.26   8.18     77     空气   566.76
  41     1.64   12.39    9.17  5.83   1.14     39     空气   562.09
  42    10.50    5.61    1.31  3.64   1.49     16     空气   503.37
  43     5.89   18.61   10.74  1.93   7.38     93     空气   574.64
  44    14.76   16.80   17.36   0.30   7.98     39     空气   602.71
  45     3.12   13.17   13.21   6.51   9.50     64     空气   637.66
  46    14.99   12.07   12.22   4.57   0.40     11     空气   546.26
  47    17.74   13.98    4.47  5.31   3.44     85     空气   552.97
  48    15.48   16.75   13.19  3.91   1.52     69     空气   567.28
  49     6.48   14.56   18.35  1.04   4.05     36     空气   584.57
  50     9.96   12.11   15.39  7.62   9.20   3.73     75     空气   697.45
  51    10.75   11.00   19.76  4.47   2.04   6.51     9     空气   659.83
  52     7.24   17.86    3.65  6.78   8.59   2.69     19     空气   617.79
                                                    表1-3
  No.                           合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    P     Si     V     Cr     Ni   Co   W   Nb   Ti
  53     8.59    5.81     4.39     12.28   7.68     84     空气   548.82
  54    11.34   10.92    17.78     10.31   3.73     88     空气   576.02
  55     9.73   17.71     9.66     13.60   4.87    100     空气   547.02
  56     1.93    2.53    12.22     15.83   9.60      4     空气   578.28
  57     8.39    7.06    16.64      5.35   7.71     36     空气   587.17
  58    12.47    1.29     8.49     13.00   4.29     49     空气   522.49
  59    15.72   16.35    10.45      1.07   8.27     62     空气   568.46
  60     5.64   11.09    14.93      0.71   4.78     92     空气   562.87
  61    17.70    8.58     0.93     12.59   6.18     15     空气   504.05
  62    15.75   15.61    16.11      8.31   2.78   6.95     36     空气   606.90
  63    11.52   10.34    15.68      3.41   4.57   4.39     69     空气   604.89
  64     6.12   11.09    15.54     17.31   0.99   8.49     43     空气   597.05
  65    18.70    6.62    18.67      2.99   9.65   7.86     24     空气   673.76
  66    14.90   18.10    12.66      2.94   6.23   9.53      5     空气   633.11
  67     6.94   18.73    12.48     16.74   7.35   5.64     96     空气   608.91
  68     5.21    6.35     3.34     18.21   2.71   4.67     12     空气   531.20
  69     8.99   18.98    15.59      8.75   4.92   6.26     59     空气   627.20
  70    14.09    2.33    16.37     17.92   8.59   9.97     92     空气   697.53
  71    15.20   18.74     0.85      7.72   2.56   8.83   3.91     93     空气   572.89
  72    10.31   14.41    10.84      3.42   5.77   8.79   0.79     20     空气   629.66
  73    18.39    6.89     7.87      5.14   7.33   1.54   5.16      4     空气   614.76
  74     3.53    3.89    11.80   10.86   7.96     75     空气   588.64
  75     6.55   17.16    13.02    5.55   6.54     88     空气   580.44
  76    13.44   10.48     7.19    5.82   7.69     42     空气   562.83
  77     1.51   15.84     4.76   13.55   2.86     72     空气   493.79
  78     4.88    9.39     3.63   11.68   4.49     88     空气   499.57
  79    12.56    9.21     0.73    4.61   5.29     41     空气   490.72
                                                    表1-4
 No.                                          合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
  80  10.33     8.21     2.16   1.70  4.96     49     空气   500.47
  81   6.83     7.17     3.69   4.12  2.00     70     空气   484.45
  82  16.73    13.44     6.40   5.55  5.64     15     空气   527.15
  83   2.59     9.72     7.34   0.30  4.60  2.44     27     空气   549.79
  84   2.98     4.80     3.73  12.48  7.93  0.62     18     空气   552.34
  85  11.74    17.14     0.31   8.82  1.98  4.71      9     空气   504.33
  86   3.57    11.17    15.91   8.35  2.36  7.75     48     空气   608.05
  87  10.44     4.63    18.55  14.48  5.36  0.73     38     空气   586.18
  88  17.69    13.60     4.01  10.07  9.77  1.95     10     空气   554.00
  89  11.60     2.55     3.48   8.57  5.88  3.14     34     空气   551.36
  90  14.37     4.67     7.94   2.29  3.75  0.85     48     空气   534.01
  91   9.76     2.74     4.03   2.75  5.00  6.13     49     空气   569.14
  92  13.73     4.33    15.40   7.86  2.84  4.90  4.11     83     空气   622.53
  93  16.82    16.18     9.08  13.76  0.89  1.33  0.88     36     空气   520.59
  94   8.40    15.81    18.61  12.44  6.78  8.40  0.71     38     空气   675.28
  95   5.34    19.58     8.07    5.86  6.83     54     空气   558.62
  96  14.01     6.53     9.63   10.37  8.48     50     空气   582.95
  97  17.80    16.69     9.99    5.16  2.97     11     空气   529.69
  98   6.06     7.90    10.90   13.90  5.26     96     空气   541.31
  99  15.79    13.26     8.65   14.09  5.32     34     空气   530.43
 100  19.95     1.47    14.47    3.14  3.55     42     空气   547.25
 101   4.09     6.88     8.01    9.18  1.25     73     空气   500.06
 102   7.55    12.68     5.18    3.50  3.71      8     空气   505.60
 103  16.47    13.03    12.84   11.69  8.53     49     空气   582.40
 104  12.83     1.70    12.04    1.83   7.60  5.85     58     空气   627.19
 105   8.54     1.72     6.91    0.41   7.06  5.25     55     空气   591.89
 106  15.52     6.94     5.75   11.21   4.36  1.62     55     空气   533.67
                                                    表1-5
No.                                            合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
107  15.00   8.97   7.41   8.26  7.19  0.64     17     空气   542.44
108  12.20   1.60  15.71   4.31  4.08  7.06     10     空气   613.61
109  14.60  10.36   7.22   9.90  2.82  5.52     88     空气   550.03
110   2.06  11.24   9.67   4.82  1.55  3.40     87     空气   541.03
111  11.51  10.60  11.33   6.84  0.32  0.71     34     空气   515.50
112  13.25   7.16  12.79  13.78  6.05  2.92     91     空气   597.80
113   3.00   4.21  19.57  13.02  0.65  3.05  7.62     96     空气   636.64
114  13.38  19.92   7.21  11.56  0.77  7.26  5.39     42     空气   587.71
115  13.16  19.50   4.48  13.77  2.85  2.95  8.43     36     空气   588.97
116   1.33   2.51  10.01  18.87   1.34  0.76     52     空气   507.59
117  13.49   3.32   8.69  13.38  11.03  9.43     29     空气   582.69
118   4.21   9.14  18.48  11.25  11.72  0.15     16     空气   543.89
119  12.23   2.54   5.92   8.09   7.66  4.25     40     空气   509.36
120   4.03  12.19  16.07  18.18  11.81  9.14     72     空气   594.33
121  13.18  14.64  11.71   7.46  10.34  5.37     57     空气   546.12
122  17.43  13.73  16.10  18.52  13.48  5.97     30     空气   578.25
123  19.33   1.43   1.03   6.22  14.01  8.89     91     空气   526.29
124   7.86  15.75  17.13   5.78  14.07  3.39     36     空气   562.78
125   7.46   3.39   7.95  18.02   6.38  5.94  7.47     38     空气   601.48
126  13.26   8.04   7.64  19.45   9.10  9.44  7.70     73     空气   636.50
127  15.78   8.83   4.82  10.11  14.65  3.10  0.94     44     空气   511.64
128   1.33   5.12  15.17  11.54  13.53  8.13  5.68     36     空气   628.22
129  17.17  17.46  19.85  10.20   8.08  9.03  9.48     22     空气   688.23
130  17.73   6.74  13.43  12.96   6.24  5.23  6.08     54     空气   602.34
131   5.38   9.74  17.44  11.44   2.22  2.74  1.23     39     空气   574.40
132   7.24  19.32   4.51   4.28  12.90  2.22  7.52     98     空气   554.95
133   3.19   7.87   6.70   9.42  12.03  7.06  8.42     97     空气   621.46
                                                    表1-6
No.                                             合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    P     Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
134   5.78  10.02   5.12    4.67     9.43  1.72  0.43  3.79     63     空气   526.24
135   7.28  14.37   8.84    9.14     1.81  8.41  6.63  3.95     49     空气   656.26
136  13.31  11.97   9.49   17.53     0.30  6.51  6.46  7.41     30     空气   667.02
137   5.45  11.22   8.52     5.81   2.63  2.61     46     空气   518.67
138   8.17  10.96  11.65     2.92   8.78  6.27     6     空气   570.89
139  17.52   2.11   9.37     2.41  12.35  6.13     43     空气   558.15
140  13.17   8.95  16.05     6.34   3.63  9.88     80     空气   599.39
141  18.61   4.71   4.63     2.67   7.13  0.33     30     空气   475.45
142  13.02   7.81   3.01     5.75  13.39  5.41     61     空气   502.93
143   3.99   4.49   2.60     6.72  10.07  3.74     17     空气   492.97
144  19.34  15.06   7.40     8.23  14.03  2.57     17     空气   507.55
145  14.96  16.51   5.69    10.49   9.72  1.25     40     空气   488.43
146   2.87  19.69   4.03     7.23   1.43  8.52  6.38     84     空气   599.98
147  10.39  10.90  11.25     9.47   9.16  8.57  1.45     11     空气   602.14
148  10.74  16.91   8.58     2.81   0.26  9.75  1.36     42     空气   599.91
149   1.98  17.40  12.19     5.61  12.81  9.77  2.35     18     空气   598.13
150  13.52   2.74   6.96     6.58   7.59  6.64  0.43     55     空气   534.78
151   9.05  18.42  14.45     7.43   9.38  9.72  2.19     61     空气   607.80
152  17.53  13.61   8.44     1.36   7.62  9.90  2.78     43     空气   613.40
153  11.09  19.48  11.90    14.55  13.55  1.00  4.86     13     空气   558.35
154  11.81  13.80  18.39    11.67  11.77  8.32  7.30     13     空气   683.58
155   4.23   5.41  12.96     6.21   1.69  8.53  6.26  2.34     92     空气   662.61
156   6.07   2.19  16.64     7.83   7.18  6.97  1.62  6.02     32     空气   662.42
157  15.37  10.39  17.69     6.44   7.73  8.08  7.79  1.84     11     空气   688.54
158   4.68  16.62  12.50     1.44   6.33  7.84     86     空气   590.93
159  18.95   7.37   1.09     4.63  10.50  2.69     72     空气   482.30
160  16.54   3.87  18.32     9.21  11.55  4.70     72     空气   588.62
                                                表1-7
No.                                              合金箔的化学组成(原子％) 箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    P     Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
161   1.20   8.43  13.41  16.22     2.87  2.18     23     空气   532.34
162  11.60   3.37   2.03  13.67    11.98  6.18     52     空气   503.46
163   2.97   4.49  11.16  18.15     8.00  5.59     57     空气   544.92
164   1.13   8.43  15.17   1.35     5.20  5.17     10     空气   567.25
165  15.49  18.46   0.63   1.19     7.02  8.75     53     空气   523.17
166  19.71   4.24   4.43   8.78     2.20  2.32     56     空气   490.74
167   7.02  17.66  15.77   8.95     1.95  8.17  6.59     80     空气   656.63
168   8.05   4.28   2.61  11.28    14.44  5.51  6.61     94     空气   564.37
169  10.16   1.91   8.28   8.32    13.43  1.62  3.23     78     空气   530.24
170   5.06  11.41  19.83   9.29     7.12  3.54  7.24     88     空气   631.90
171  11.69  17.39  14.58  13.78     7.15  2.66  1.58     46     空气   554.17
172  19.48  18.72   8.98   3.06    10.70  1.67  6.99     80     空气   562.51
173  15.83   9.08  13.17   7.39    14.89  0.52  2.40     48     空气   540.19
174  14.73   7.83  14.99   5.31     4.70  9.10  8.84     50     空气   686.73
175  10.11  11.04  13.99  12.00     5.63  2.95  9.33     61     空气   624.04
176   7.78   1.12   0.12  16.10    13.78  0.86  4.29  4.66     84     空气   526.51
177  17.44  18.76  11.90   0.12     1.37  1.28  3.23  4.33     35     空气   579.53
178   6.07  15.58  10.90  19.19     2.85  7.72  3.10  9.74     56     空气   681.26
179  16.21   1.98  17.51  12.73 13.91    10.33  0.24     77     空气   539.92
180   5.18  10.43  16.13  10.82 11.85     8.30  9.35     99     空气   624.17
181   6.51   4.35   9.36  10.18 10.19     2.24  9.94     26     空气   596.19
182  17.60   4.14  16.75   9.75  9.81     4.55  5.83     32     空气   574.80
183   4.66  12.40   3.83  18.19 12.65    14.57  2.73     18     空气   488.26
184  11.43   2.84   4.01  15.41 10.17     2.14  5.84      4     空气   510.94
185   9.11  16.74  15.68  12.37 12.99     1.17  6.59     85     空气   581.14
186   2.29  13.27   2.27   0.37  7.78     4.04  6.88     82     空气   516.41
                                                    表1-8
 No.                                          合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
  P   Si     V     Cr     Ni     Co   W   Nb   Ti
 187   5.34   18.75    3.78     2.67     1.48     8.68  1.29     75     空气   479.17
 188   9.73    3.15    0.38     4.10     6.75     4.57   4.27   6.16     54     空气   537.75
 189   3.82    5.34   17.04    14.01     3.14     5.09   8.09   4.97     8     空气   650.92
 190  16.82   16.76    0.62     4.40    14.92     3.25   4.21   6.46     59     空气   540.37
 191   3.05    2.77    9.68     4.07     3.64    12.75   5.03  5.45     71     空气   577.24
 192  13.95   11.41   15.74     5.89     7.96     4.11   3.26  9.35     26     空气   626.37
 193   5.36    6.45    6.55    15.93     6.64     0.90   2.98  0.76     30     空气   509.68
 194  10.49   12.52   12.83    13.94     9.29     2.78  5.68  9.35     95     空气   645.74
 195  12.15    4.67    5.17     4.75     8.38     4.16  5.05  6.03     88     空气   574.54
 196  16.27   16.19    0.16     2.21     5.60    11.48  7.46  1.06     56     空气   533.89
 197  15.86   19.87   19.14     8.84    10.14     9.87  8.13   8.44  0.87     89     空气   693.00
 198   7.16    4.17   12.15    19.44     5.27     3.82  8.60   7.45  5.11     44     空气   689.74
 199  17.38   11.38   14.02     8.49    14.61     1.27  3.37   8.18  9.79     82     空气   689.42
                                                    表2
 No.                                          合金箔的化学组成(原子％) 箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    P     Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
 200  0.31  13.64   10.02     12.33     空气     0.05
 201 24.97   6.80   14.24     21.30     空气   179.06
 202 17.42   0.04   17.01     78.35     空气     0.31
 203 12.53  28.16    4.62      5.16     空气   327.19
 204 13.09   7.95    0.05     69.57     空气     0.02
 205 14.09  17.55   22.95     24.15     空气   341.91
 206  5.78  10.44   10.91   23.15     64.65     空气   123.71
 207  5.14   6.90    8.07   19.93     40.54     空气   117.93
 208  9.65  14.36    1.07   18.71     42.86     空气   198.49
 209  4.86  15.47   19.18    14.52     90.92     空气   145.05
 210  1.86  19.78   18.05   16.17     11.11     空气   180.77
 211  2.40   9.99   13.40   11.21    1.57   2.95   14.44     84.27     空气   214.24
 212 15.51   6.32   13.93    8.15     6.16    133.74     空气   258.07
                             表3
            30μm厚的插入金属的化学组成(用原子％表示)
    B     P     Si     V     Fe
B型插入金属     8.0     5.0     8.0     基材
P型插入金属     8.0     5.0     8.0     基材
基材的化学组成符合STK400。
                        表4
            接合温度、对接压力和接合时间
  温度(℃)     应力(MPa)   时间(秒)
B型插入金属     1150     2.0     600
P型插入金属     950     2.0     3600
根据第一个发明，各种类型的铁基材料(钢板、钢管、钢条、钢棒等)的液相扩散接合可以在低温下在氧化气氛中进行，以减少对基材(要接合的材料)的热影响，并能提供具有高断裂强度的接合接头，实现液相扩散接合的优点可以用于铁基材料的接合，与其它接合方法相比，可以减少接合时间，明显缩短接合的工作时间。
实施例2
根据第二个发明的液相扩散接合用的合金用于进行铁基材料的液相扩散接合。参照下列表格和附图，使用条件和得到的结果将和对比实施例一起进行叙述。
把100g具有第一个发明的第一到第四个方面的任一个的化学组成的合金通过单辊法(直径300mm的铜冷却辊)进行淬冷，形成2～215mm宽，3.0～100μm厚的具有非晶态组织的合金箔。
所说的冷却辊的圆周速度保持在5.0～15.0m/s。
如表5所示(表5-1～5-8)，本发明的所有合金箔具有铁基化学组成(原子百分数)，其中，在100％和表中所列组分的总量之间的差值是指Fe和不可避免的杂质的总和。
表6表示对比合金的化学组成(原子百分数)，它也是铁基的，而且在100％和表中所列组分的总量之间的差值是指Fe和不可避免的杂质的总和。表6的对比合金箔是用与表5的本发明的合金箔相同的方法生产的。
用表5的满足第一个发明的第一到第五个方面的任一个的No.1～No.199合金箔(下文称为“发明的插入金属”)和表6的No.200～No.212合金箔(下文称为“对比的插入金属”，包括传统的插入金属)进行液相扩散接合。
发明的插入金属为3～100μm厚，直径20mm，对比的插入金属为7.67～234.10μm厚，直径20mm，基材是铁基材料(JIS STK400)，把所说的插入金属插入在两个基材的圆形钢棒(直径20mm)之间，如图1所示。
图1表示圆形钢棒1、要接合的材料1和插入金属2或用于液相扩散接合的合金。
在空气中进行所说的液相扩散接合，接合温度为刚刚高于所说的合金箔的熔点到高出熔点50℃，加热在大规模加热炉中进行，目标温度为1050～1300℃。
用2兆帕的压力把基材1和插入金属2压在一起，保证二者之间的良好接触。
在所有情况下，接合时间为10分钟，单独或联合进行下列的热处理，以保证接合的材料的强度、耐腐蚀性和韧性，所说的热处理包括回火、回火加退火、退火加回火、淬火硬化加退火加回火。
在这些热处理的任一个的过程中，在要接合的材料之间进行的相互扩散使接合接头均匀化，但是在发明的插入金属中没有观察到沉淀相的明显形成、增多或长大。
然后，进行JIS No.2亚尺寸园棒拉伸试验，以确定接合接头的坚固程度，结果是用本发明的插入金属接合的所有试样，未接合区域的百分数为0％。
用图2所示的方法，从圆形钢棒上在轴线方向上加工形状表示于图3的JIS No.A2试样，然后在室温下进行拉伸试验，测定接合接头断裂强度。
接合接头的断裂强度取决于基材、厚度、使用环境等，在本实施例中，从实际的限制考虑，要求的最小强度确定为400MPa，当断裂强度大于该值时，认为接合接头是坚固的。实验结果也表示于表5和6。
从表5中可以看出，用根据本发明的合金箔进行的液相扩散接合得到的接合接头都表现出非常好的接合接头强度，包括强度高于400MPa的目标值。
相反，用不满足本发明范围的对比的合金箔进行的液相扩散接合得到的接合接头都表现出低于400MPa目标值的强度。其中，没有一个是实践上可以接受的。个别结果将在后面描述。
图9～13表示在特定的组分元素或根据本发明的用于液相扩散接合的合金箔的厚度与接合接头断裂强度(用MPa表示)之间的关系。
图9表示所说的插入金属的V浓度对接合接头断裂强度的影响。当V浓度小于0.1原子％时，不能把基材上的氧化膜完全变成无害的，所说的接合接头强度低，而在0.1～20.0原子％范围内时，所说的接合接头断裂强度可与基材(要接合的材料)的断裂强度相比，或者大于基材的断裂强度。这意味着V可以有效地使所说的氧化膜无害。但是，当V浓度大于20原子％时，所说的插入金属具有较高的熔点，导致接合时间不够的问题，接合接头断裂强度降低。
类似地，图10表示Si含量与接合接头断裂强度之间的关系。当Si含量小于1.0％时，或者Si含量大于20.0％时，都会降低接合接头的断裂强度，而Si含量在1.0～20.0％范围内时，能够保证接合接头具有高的断裂强度。
图11表示B含量与接合接头断裂强度之间的关系。当B含量小于1.0％，而使插入金属具有高熔点时，或者B含量大于20.0％，而使得在接合界面附近形成金属间化合物时，都会降低接合接头的断裂强度。1.0～20.0％的B含量能够保证接合接头具有高的断裂强度。
图12表示插入金属的厚度与接合接头断裂强度之间的关系。其中可以明显看出，大于100μm的厚度不能使接合接头具有良好的断裂强度。
图13表示在B用作扩散元素时与用P作为扩散元素时相比，接合接头的断裂强度(MPa)与接合时间之间的关系。实验条件总结于表7和8。
从图13和表7和8可以看出，在用B作为扩散元素时，所需的接合温度明显比用P作为扩散元素时所需的接合温度高，但是可以在较短的时间内达到接合接头断裂强度为400MPa的目标值。
表6表示与本发明的合金箔进行比较的对比实施例的化学组成和测定的接合接头的拉伸断裂强度。
从表6中可以看出，对比试样No.200的B含量不够，从而使其熔点高于1300℃，导致断裂强度明显地小，对比试样No.201的B含量过大，从而在接合接头附近的基材中形成了粗大的硼化物，降低了接合接头的断裂强度。
对比试样No.202的Si含量不够，从而使其熔点高于1300℃，结果使接合接头的断裂强度明显减小，对比试样No.203的Si含量过大，从而在接合过程中，在插入金属中形成粗大的SiO2基氧化物，降低了焊点的断裂强度。
对比试样No.204的V含量不够，从而不能完全使基材表面的氧化膜变成无害，所以接合接头断裂强度小，对比试样No.205的V含量过大，从而使插入金属的熔点非常高，不能完全进行液相扩散接合，导致接合接头断裂强度的降低。
对比试样No.206含有大量的Cr，从而使熔点非常高，不能完全进行液相扩散接合，导致接合接头断裂强度的明显降低，对比试样No.207含有大量的Ni，从而在Fe相中形成Ni相的夹杂，导致微观组织不均匀，降低了韧性，并降低了接合接头断裂强度。
对比试样No.208含有过量的Co，从而形成粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头的断裂强度，对比试样No.209含有过量的W，从而形成了粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头断裂强度，对比试样No.210含有过量的Nb，从而沉淀出粗大的Fe-Nb基金属间化合物，产生了脆性并降低了接合接头的断裂强度。
对比试样No.211含有过量的Ti，从而形成了大量的粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头断裂强度，对比试样No.212的合金箔的厚度太大，导致接合接头断裂强度的降低。
如上所述，用对比的插入金属通过液相扩散接合不能达到400MPa的目标接合接头断裂强度，只能部分满足，但是不能完全满足本发明的特定要求。
                                                    表5-1
 No.                                         合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B Si V Cr Ni Co W Nb Ti
  1   7.80   4.57    1.50     12     空气   457.49
  2   3.70   6.64    4.94     81     空气   474.72
  3   4.64  17.44    3.69     50     空气   468.45
  4   3.47   6.68   12.35     53     空气   511.77
  5   8.59   8.89   14.32      7     空气   521.59
  6  16.58   2.15    3.29     74     空气   466.45
  7   9.91  12.68   10.29     15     空气   501.47
  8   6.43   9.35   14.75     98     空气   523.76
  9  11.31   7.57   10.49     42     空气   502.47
  10   8.43  16.88   19.93     90     空气   549.66
  11  19.16  15.76    9.15   4.76     41     空气   495.73
  12   6.24   8.90    3.53   2.94     71     空气   467.65
  13  10.65   9.19     5.97   0.45     67     空气   479.87
  14   3.26   3.74    10.89   8.67     93     空气   504.47
  15   2.47  12.28    17.04   4.80     82     空气   535.20
  16   9.00  13.56    19.17  14.93     44     空气   545.85
  17   1.97  18.63    14.53    7.25     6     空气   522.63
  18   5.84  18.25     5.06    3.03     92     空气   475.28
  19  17.05  13.00    16.18   13.25     75     空气   530.90
  20  18.35   8.52    19.01    1.21   6.65     17     空气   545.07
  21   3.60   9.23     4.96   17.87   1.98     96     空气   474.79
  22   5.45  12.08     0.79    7.26  11.89     3     空气   453.93
  23  14.28   7.36     8.93  11.65    6.80     3     空气   494.64
  24  12.74  10.87     1.68   0.33    6.64     88     空气   458.39
  25  15.47  12.67    19.48   5.99   11.85     7     空气   547.41
                                                    表5-2
 No.                                            合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    B     Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
  26    5.24   18.49    2.78     0.93      8.69     70     空气   463.88
  27   19.59   19.89    1.27    19.87      2.82     80     空气   456.33
  28   11.36    7.26   13.60    19.20      1.53     92     空气   518.02
  29   12.13    3.49    1.03     1.23    13.15      5.50     95     空气   455.14
  30    4.96    2.10   19.69     1.15     9.17      6.97     55     空气   548.45
  31   11.21   17.06    6.77     7.71     7.83     13.75     38     空气   483.84
  32    6.31    9.38   17.83     6.36     64     空气   602.81
  33   13.42   17.54   11.15     8.46     23     空气   590.34
  34   11.18    8.98   10.99     1.03     44     空气   515.23
  35   14.92   11.93    6.97     5.95     52     空气   526.45
  36    3.43   15.50   12.95     0.37     41     空气   517.34
  37   15.02   18.02   10.17     8.90     32     空气   563.11
  38   17.05    6.46   14.26   0.58     80     空气   525.93
  39   11.19    9.57    5.65   0.75     59     空气   484.21
  40    1.78    5.26    5.93   8.29     63     空气   545.94
  41   11.76   16.79    1.54     8.04     5.29     66     空气   575.11
  42   10.38    9.67    9.86     5.01     8.32     21     空气   607.63
  43    2.84   15.63   12.51     9.15     2.26     9     空气   619.82
  44   17.85    3.89    3.08     6.20   1.19     36     空气   518.31
  45    5.66    6.83    1.61     6.43   4.42     65     空气   538.42
  46    3.69    1.92   11.74     9.95   9.61     20     空气   655.20
  47   17.28    5.97   17.59     2.39   7.90     64     空气   625.05
  48   10.94    5.92    9.22     9.60   0.67     18     空气   597.45
  49    5.81    9.39    0.65     1.04   0.92     21     空气   471.03
  50    9.33    3.48   13.18     7.13     4.83   3.47     37     空气   648.85
  51   15.93    2.28   12.39     3.43     7.17   0.29     96     空气   598.81
  52    7.51    8.83   10.60     4.46     6.16   3.91     57     空气   621.99
                                                        表5-3
 No.                                             合金箔的化学组成(原子％) 箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    B     Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
  53   14.72   17.82     10.31     15.79   0.82     59     空气   509.76
  54   14.97   12.22     19.57     15.93   3.15     54     空气   579.35
  55   8.69   10.73     7.37     11.50   4.40     39     空气   530.90
  56   16.80   9.73     11.72     0.63   6.61     84     空气   554.86
  57   1.83   5.30     18.39     4.32   4.48     26     空气   573.34
  58   10.61   1.89     2.60     1.55   2.26     21     空气   478.85
  59   3.16   1.28     17.83     18.27  4.30     72     空气   573.53
  60   7.45   9.56     16.08     9.82  0.35     41     空气   533.21
  61   3.63   17.60     9.86     12.16  0.81     96     空气   505.77
  62   9.61   7.82     0.80     4.88  2.64   5.69     11     空气   520.26
  63   10.41   2.99     1.56     10.74  4.48   10.00     73     空气   572.61
  64   19.33   3.83     7.71     7.51  0.62   8.59     44     空气   554.83
  65   7.69   3.04     19.82     11.78   6.39  9.91     88     空气   673.15
  66   4.46   19.07     5.43     3.14   5.61  1.56     63     空气   528.88
  67   8.32   5.54     20.00     11.75   9.47  8.54     83     空气   684.59
  68   15.14   9.55     11.21     16.22  5.67  2.94     71     空气   586.21
  69   14.57   10.64     3.65     11.88  8.89  4.70     71     空气   594.79
  70   19.09   18.75     16.02     0.52  4.43  5.87     52     空气   621.37
  71   17.98   14.51     5.98     8.07  7.12   4.06  4.96     87     空气   619.09
  72   11.67   13.43     0.80     17.29  5.88   2.13  9.67     17     空气   605.05
  73   10.48   11.21     3.71     1.27  3.63   7.98  5.23     51     空气   602.56
  74   19.85   8.59     17.87   10.93  2.44     65     空气   563.73
  75   8.89   7.30     1.85   12.91  1.52     13     空气   474.50
  76   16.63   2.79     8.27   2.64  9.96     99     空气   590.98
  77   15.83   18.29     15.20   0.33   5.59     38     空气   565.12
  78   7.40   3.19     2.35   14.33   6.59     54     空气   507.87
  79   8.47   13.82     0.50   10.21   4.88     56     空气   486.67
  80   11.96   12.18     17.01   7.15  8.89     19     空气   604.58
                                                    表5-4
 No.                                           合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B Si V Cr Ni Co W Nb Ti
  81   1.99   4.89   8.73   6.95   2.31     79     空气   512.13
  82  17.28  17.67  15.59   9.03   6.06     7     空气   576.43
  83   7.56   5.83  17.29  14.65  0.71  6.90     33     空气   591.84
  84  19.61  15.77   1.19   1.11  7.08  8.99     26     空气   589.64
  85  11.86  11.53  12.29  11.75  6.14  2.47     46     空气   590.17
  86   4.22   8.94  12.65  13.93  5.76   3.64     79     空气   582.70
  87  14.72   4.01  10.46  13.94  7.91   6.04     82     空气   605.99
  88  17.91   8.53   8.01   1.57  2.75   0.20     36     空气   510.90
  89   7.23   6.22  15.45   2.91  4.64   8.01     61     空气   637.76
  90  13.73   4.56   9.09   0.46  7.30   0.26     53     空气   570.53
  91   8.12  16.81   1.88   1.35  3.90   3.18     39     空气   523.86
  92   6.63   3.32   5.40   2.02  7.32  5.68   7.32     20     空气   648.49
  93   5.42  11.99   2.59   9.32  6.64  8.54   6.06     44     空气   637.64
  94   2.86   2.36   8.69  12.39  3.82  9.94   7.14     74     空气   658.41
  95   8.41   2.16  19.74   13.89  0.19     97     空气   550.63
  96   6.87  10.12   9.03    9.04  5.36     91     空气   548.76
  97   5.20   2.08   7.89    5.86  6.25     99     空气   551.91
  98   4.24  17.83  13.40    8.35  8.31     36     空气   575.15
  99  19.21  10.65  18.17    6.68  3.11     60     空气   562.62
 100  14.01  11.89   2.32    9.06  2.59     42     空气   479.75
 101  16.96  14.69  10.45    8.05   7.49     14     空气   562.17
 102   3.41  14.55   1.35   13.69   7.06      6     空气   513.23
 103  18.47  15.40   0.68   11.53   7.09     43     空气   510.13
 104  19.43  15.35   1.02    9.70  5.31  0.81     50     空气   513.89
 105  11.78   2.14  19.97    2.60  5.50  0.81     87     空气   610.46
 106   6.82  10.55   3.20    1.05  3.13  5.62     84     空气   536.62
                                                        表5-5
No.                                           合金箔的化学组成(原子％) 箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
   B     Si     V     Cr     Ni     Co     W   Nb     Ti
107 19.91   13.77     7.05   4.65  9.48   9.25     76     空气   625.60
108 19.95    5.77    11.40  11.48  9.04   4.08     33     空气   602.84
109 10.71   19.87     6.71  12.38  1.43   4.17     39     空气   526.88
110  4.61    8.98     2.71  11.55  4.92   5.68     80     空气   558.24
111  5.67   16.14     4.56   4.33  1.02   0.49      4     空气   486.87
112  6.69    1.28     5.46  14.68  1.78   0.53     40     空气   499.35
113  4.49    9.96     7.57   9.69  5.72  2.64   0.43     23     空气   566.97
114 19.33   12.70    10.44   0.24  5.21  9.44   8.99     65     空气   692.31
115 16.58   18.97     3.70   0.13  0.42  5.18   6.58     71     空气   561.63
116 12.82   13.01    12.78  18.91   1.29  4.27     88     空气   556.64
117  2.30    8.20     3.42   3.63   4.97  3.30     40     空气   500.14
118 12.23    8.87    19.13  15.25   1.49  8.27     65     空气   628.31
119 16.93    1.41    14.34  13.58  11.28  6.04     82     空气   563.98
120  4.86    8.42    18.86  13.43  11.49  4.63     95     空气   576.71
121 19.60    5.28     5.17  14.91   1.61  9.45     69     空气   542.00
122  5.77    4.40     4.07   2.29   1.37   5.26     42     空气   512.40
123  6.68    18.42     0.52  15.94   6.73   4.54     71     空气   488.95
124  9.95     8.89     2.10   1.32   9.32   4.41     90     空气   495.75
125  5.19     3.42    14.26   5.77   1.45  8.97  6.63     66     空气   657.41
126 18.48    11.83     1.77  19.52  10.28  3.94  1.74     73     空气   510.43
127  1.02    10.77     7.08  15.79   2.70  9.59  7.05     86     空气   630.66
128  6.58     6.08    11.42   8.47  11.84  5.26   5.41     52     空气   587.24
129  4.69     4.22     9.12   5.68  10.12  9.13   3.43     77     空气   587.00
130  7.26    11.76     0.43  18.62  13.90  6.98   4.11     35     空气   533.86
131 11.26    17.62     3.71   4.39   1.96  7.31   3.61     93     空气   570.55
132 11.81     3.26     5.15  10.04  11.53  8.21   9.14     49     空气   630.92
133 13.62     1.74     3.70  14.32   5.61  1.86   0.31     18     空气   489.63
                                                        表5-6
No.                                               合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B Si V Cr Ni Co W Nb Ti
134     1.46     1.29  13.39   6.92   12.70  0.77  5.85  1.04     68     空气   573.91
135     5.49     2.62  14.16  18.12   12.92  8.65  6.98  6.05     57     空气   704.55
136    12.54     4.83   2.67   1.79    0.95  5.46  6.90  0.69     92     空气   571.78
137     9.04     1.95  11.42    2.11     2.58  2.30     54     空气   530.12
138     2.24     6.25   3.74   14.65    14.52  2.17     19     空气   490.43
139     8.17     2.72   0.80    6.26     9.54  8.20     53     空气   535.98
140     2.21     1.34  19.08    5.51     5.26  5.81     37     空气   586.08
141     3.95     4.82   9.22    7.82    13.18  9.04     36     空气   559.37
142     8.73     7.41   1.37    7.94     6.61  3.31     63     空气   480.03
143     2.95    15.44   3.71     9.10     2.93  3.67     47     空气   497.92
144    19.83     6.35  16.98     8.77     2.69  5.01     98     空气   575.02
145    10.65     7.92   7.77     0.62    13.83  7.24     64     空气   546.74
146     8.29    11.86  18.68     4.40     2.03  7.27  8.57     57     空气   676.14
147    12.48     9.18   4.45    13.70     5.66  2.62  2.97     67     空气   519.23
148     1.13     3.25  16.50    11.15    13.27  7.44  9.87     61     空气   676.00
149     7.55     2.07   1.01    14.67     4.39  3.04  4.59     59     空气   513.06
150     7.01    15.99  19.06    13.96     7.19  6.00  0.67     17     空气   592.67
151    10.74    11.24  12.02     4.16    12.67  7.40  7.24     10     空气   619.85
152     7.87     3.01  12.23     2.17     3.48  2.41  4.53     76     空气   571.47
153    15.19    15.78   5.53    14.24     5.95  2.78  8.65     70     空气   574.67
154     9.86     2.21   0.81     3.72     2.89  1.58  2.24     88     空气   487.86
155    16.33    10.22   3.63    11.65     9.92  6.00  3.65  6.84     68     空气   606.81
156    14.65     4.92  12.43     9.16     6.86  6.26  6.64  6.55     92     空气   673.63
157    14.80    15.17   4.64     1.14     9.84  8.23  6.08  2.49     98     空气   617.96
158    12.08     9.34   9.42   0.61    10.36  7.11     23     空气   568.18
159     5.88    14.39  16.38  15.09    11.60  2.48     59     空气   556.75
160     7.91    14.37   7.19  19.11    14.79  4.42     93     空气   530.13
                                                    表5-7
 No.                                           合金箔的化学组成(原子％) 箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    B     Si     V     Cr     Ni     Co     W   Nb   Ti
 161   19.77    15.75     8.13     7.39    7.89  4.30     47     空气   520.75
 162   16.61    14.57    12.56     7.24    7.01  8.86     79     空气   574.85
 163   19.01     1.91    11.09     3.15    2.77  5.25     32     空气   542.22
 164   14.06    16.47    11.17    17.00    8.49   5.43     94     空气   549.32
 165   10.41     8.85     2.51    15.29   10.85   8.18     25     空气   527.95
 166    4.63     7.65     2.80    18.84    6.97   8.38      6     空气   531.01
 167    5.11    19.97    17.17    17.39   13.25   7.89  0.65     80     空气   619.35
 168    1.83     4.75     2.25     4.13    0.55   4.35  0.61     52     空气   509.03
 169   16.52     5.86     1.58     2.94   13.04   0.31  0.91      5     空气   467.38
 170    1.01     8.12    10.48    14.35    9.22  3.62   0.65     55     空气   532.88
 171    4.88     9.32     6.28    19.41   11.52  3.51   1.42     84     空气   517.29
 172    3.08    13.42    11.96    14.30    4.73  3.77   8.13     46     空气   601.23
 173    1.87    12.91    15.79    17.48    9.31   5.03   2.06     89     空气   595.73
 174    7.74     5.88    13.35     8.73   14.47   6.24   4.82     87     空气   617.69
 175    4.04    17.10    14.91    17.20    2.45   5.41   3.18     97     空气   604.12
 176    1.66    19.61     0.93    17.55   13.52   5.53  3.59   2.71     62     空气   556.75
 177    6.24    19.25    13.92    15.02    1.46   1.60  7.74   9.12     20     空气   662.71
 178   15.43    19.72    17.58     7.50   11.02   6.95  8.43   2.72     10     空气   688.17
 179   17.82    15.25     5.18     1.04     6.34   14.40   2.83     90     空气   504.20
 180   12.28    19.54     8.39    13.04    12.39    3.05   6.35     28     空气   555.47
 181    8.74     5.22     7.05     7.49    11.87    7.41   0.61     59     空气   491.39
 182   10.94    11.22    18.37     6.86     8.04    9.68  7.41     22     空气   593.73
 183   19.84     7.90     3.46    14.04     3.88   10.60  3.74     41     空气   493.49
 184   15.17     7.07     0.99     0.60     8.41   10.89  5.46     17     空气   493.20
 185   16.97    16.87     4.56    12.90     1.64   11.17   6.31     86     空气   523.26
 186    6.76     6.99    10.54    19.46     12.18    1.62   8.65     83     空气   571.92
 187   13.40    16.75    15.27     7.52     1.03    6.61   8.90     50     空气   581.53
                                                        表5-8
 No.                                            合金箔的化学组成(原子％) 箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    B   Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
 188 13.93 15.26    10.43     6.79    14.23  14.86  1.73  3.68     15     空气   545.18
 189 12.11 10.60    16.53     8.77     2.88   7.19  2.13  5.86     69     空气   594.92
 190 19.58  4.64     4.56     5.09     9.38   5.55  3.68  7.41      7     空气   561.48
 191 18.85 16.10    18.68     0.93     1.64  11.88  4.55  7.41     28     空气   634.56
 192 10.51  4.89     4.35    16.88     1.45  13.26  7.07  4.10     68     空气   554.05
 193 17.18 12.23     4.02    16.47    12.78   8.57  4.84  0.96     39     空气   511.62
 194 19.49  1.69     6.35     2.44     4.71   4.90  9.72  9.92     84     空气   658.33
 195 17.82 18.84    13.60     0.66    10.93  10.19  1.08  0.70     82     空气   534.37
 196  6.87 14.37     3.18    14.83     0.31  10.37  5.48  7.36     30     空气   579.59
 197 18.80 18.48    18.86     8.93     2.21  13.78  0.65  7.85  2.43     43     空气   625.18
 198  4.34 10.19     7.71    18.13     0.83   2.78  3.08  2.40  9.61     70     空气   612.98
 199  3.39 10.88     3.21    10.40    10.98   5.32  5.34  8.54  0.15     12     空气   580.47
                                                表6
 No.                                       合金箔的化学组成(原子％)     箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    B     Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
 200     0.25    10.87  15.60     47.41     空气     0.12
 201    25.41    10.90   0.15     30.27     空气   253.16
 202    15.62     0.06  11.11     64.69     空气     0.22
 203    12.16    23.11  10.15     72.30     空气   328.13
 204     3.20     4.04   0.02     52.33     空气     0.01
 205    11.25    19.59  31.44     59.03     空气   323.50
 206     5.85     6.05  12.51  25.38     59.38     空气   176.66
 207     4.54    16.83  17.09   18.16     48.16     空气   289.02
 208    12.07    18.75  10.27  19.95      7.73     空气   302.65
 209    17.62    19.50   9.13  13.15   11.48     93.12     空气   132.07
 210    18.83     7.37   6.83  12.66     63.58     空气   145.51
 211     6.57     1.04   8.63   3.14  14.37     83.45     空气   132.82
 212    16.79     2.38   2.78   4.45    150.32     空气   198.86
                                表7
            30μm厚的插入金属的化学组成(用原子％表示)
    B     P     Si     V     Fe
B型插入金属     8.0     5.0     8.0     基材
P型插入金属     8.0     5.0     8.0     基材
基材的化学组成符合STK400。
              表8
       接合温度和对接压力
  温度(℃)    应力(MPa)
B型插入金属     1150     2.0
P型插入金属     950     2.0
根据第二个发明，各种类型的铁基材料(钢板、钢管、钢条、钢棒等)的液相扩散接合可以在氧化气氛中以减少的时间进行，以提供具有高断裂强度的接合接头，液相扩散接合的优点可以用于铁基材料的接合，与其它接合方法相比，可以减少接合时间，明显缩短接合的工作时间。
实施例3
根据第三个发明的液相扩散接合用的合金用于进行铁基材料的液相扩散接合。参照下列表格和附图，使用条件和得到的结果将和对比实施例一起进行叙述。
把100g具有第一个发明的第一到第四个方面的任一个的化学组成的合金通过单辊法(直径300mm的铜冷却辊)进行淬冷，形成2～215mm宽，3.0～100μm厚的具有非晶态组织的合金箔。
所说的冷却辊的圆周速度保持在5.0～15.0m/s。
如表9所示(表9-1～9-8)，本发明的所有合金箔具有铁基化学组成(原子百分数)，其中，在100％和表中所列组分的总量之间的差值是指Fe和不可避免的杂质的总和。
表10表示对比合金的化学组成(原子百分数)，它也是铁基的，而且在100％和表中所列组分的总量之间的差值是指Fe和不可避免的杂质的总和。表10的对比合金箔是用与表5的本发明的合金箔相同的方法生产的。
用表9的满足第一个发明的第一到第五个方面的任一个的No.1～No.199合金箔(下文称为“发明的插入金属”)和表10的No.200～No.212合金箔(下文称为“对比的插入金属”，包括传统的插入金属)进行液相扩散接合。
本发明的插入金属为3～100μm厚，直径20mm，对比的插入金属为7.67～234.10μm厚，直径20mm，基材是铁基材料(JIS STK400)，把所说的插入金属插入在两个基材的圆形钢棒(直径20mm)之间，如图1所示。
图1表示圆形钢棒1、要接合的材料1和插入金属2或用于液相扩散接合的合金。
在空气中进行所说的液相扩散接合，接合温度为刚刚高于所说的合金箔的熔点到高出熔点50℃，加热在大规模加热炉中进行，目标温度为900～1300℃。
用2兆帕的压力把基材1和插入金属2压在一起，保证二者之间的良好接触。
在所有情况下，接合时间为10分钟，单独或联合进行下列的热处理，以保证接合的材料的强度、耐腐蚀性和韧性，所说的热处理包括回火、回火加退火、退火加回火、淬火硬化加退火加回火。
在这些热处理的任一个的过程中，在要接合的材料之间进行的相互扩散使接合接头均匀化，但是在发明的插入金属中没有观察到沉淀相的明显形成、增多或长大。
然后，进行JIS No.2亚尺寸园棒拉伸试验，以确定接合接头的坚固程度，结果是用本发明的插入金属接合的所有试样，未接合区域的百分数为0％。
用图2所示的方法，从圆形钢棒上在轴线方向上加工形状表示于图3的JIS No.A2试样，然后在室温下进行拉伸试验，测定接合接头断裂强度。
接合接头的断裂强度取决于基材、厚度、使用环境等，在本实施例中，从实际的限制考虑，要求的最小强度确定为400MPa，当断裂强度大于该值时，认为接合接头是坚固的。实验结果也表示于表9和10。
从表9可以看出，用根据本发明的合金箔进行的液相扩散接合得到的接合接头都表现出非常好的接合接头强度，包括强度高于400MPa的目标值。
相反，用不满足本发明范围的对比的合金箔进行的液相扩散接合得到的接合接头都表现出低于400MPa目标值的强度。其中，没有一个是实践上可以接受的。个别结果将在后面描述。
图14～19表示在特定的组分元素或根据本发明的用于液相扩散接合的合金箔的厚度或根据本发明的接合时间与接合接头断裂强度(用MPa表示)之间的关系。图20表示热处理区的韧性(基材)。
图14表示所说的插入金属的V浓度对接合接头断裂强度的影响。当V浓度小于0.1原子％时，不能把基材上的氧化膜完全变成无害的，所说的接合接头强度低，而在0.1～20.0原子％范围内时，所说的接合接头断裂强度可与基材(要接合的材料)的断裂强度相比，或者大于基材的断裂强度。这意味着V可以有效地使所说的氧化膜无害。但是，当V浓度大于20原子％时，所说的插入金属具有较高的熔点，导致接合时间不够，接合接头断裂强度降低。
类似地，图15表示P含量与接合接头断裂强度之间的关系。当P含量小于1.0％或大于20.0％时，都会降低接合接头的断裂强度，而P含量在1.0～20.0％范围内时，能够达到接合接头断裂强度的目标值。
图16表示B含量与接合接头断裂强度之间的关系。当B含量小于1.0％，而使插入金属具有高熔点时，或者B含量大于20.0％，而使得在接合界面附近形成金属间化合物时，都会降低接合接头的断裂强度。1.0～20.0％的B含量能够保证接合接头具有高的断裂强度。
类似地，图17表示Si含量与接合接头断裂强度之间的关系。当Si含量小于1.0％，或者Si含量大于20.0％，都会降低接合接头的断裂强度。而1.0～20.0％的Si含量能够保证接合接头具有高的断裂强度。
图18表示插入金属的厚度与接合接头断裂强度之间的关系。其中可以明显看出，大于200μm的厚度不能使接合接头具有良好的断裂强度。
图19表示在B和P一起用作扩散元素时，接合接头的断裂强度(MPa)与接合时间之间的关系。
所说的接合时间与只用B作为扩散元素时一样短，并且明显比只用P作为扩散元素时所需的接合时间短。
图20表示在P和B一起用作扩散元素时在热影响条件下得到的接合接头韧性。
由于P的存在，接合温度降低到了1050℃，甚至更低，所以可以减小对基材(要接合的材料)的热影响，从而改善基材的韧性，同时也改善了接合接头的断裂强度。
本文所说的韧性通过冲击试验来测定，使用从接合的圆形钢棒试样上加工的JIS No.4夏比冲击试样，结果用于估计在基材(STK400)的热影响区内的晶粒粗化，其中，测得极限韧性为50J。这通常用于一般组织材料的近似参考。
表10表示与本发明的合金箔进行比较的对比实施例的化学组成和测定的接合接头的拉伸断裂强度。
从表10中可以看出，对比试样No.200的P含量不够，从而使其熔点高于1300℃，导致断裂强度明显地小，对比试样No.201的P含量过大，从而在接合接头附近的基材中形成了粗大的金属间化合物，降低了接合接头的断裂强度。
对比试样No.202的B含量不够，从而使其熔点高于1300℃，导致断裂强度明显地小，对比试样No.203的B含量过大，从而在接合接头附近的基材中形成了粗大的硼化物，降低了接合接头的断裂强度。
对比试样No.204的Si含量不够，从而使其熔点高于1300℃，结果使接合接头的断裂强度明显减小，对比试样No.205的Si含量过大，从而在接合过程中，在插入金属中形成粗大的SiO基氧化物，降低了焊点的断裂强度。
对比试样No.206的V含量不够，从而在不能完全使基材表面的氧化膜变成无害，所以接合接头断裂强度小，对比试样No.207的V含量过大，从而使插入金属的熔点非常高，不能完全进行液相扩散接合，导致接合接头断裂强度的降低。
对比试样No.208含有大量的Cr，从而使熔点非常高，不能完全进行液相扩散接合，导致接合接头断裂强度的明显降低，对比试样No.209含有大量的Ni，从而在Fe相中形成Ni相的夹杂，导致微观组织不均匀，降低了韧性，并降低了接合接头断裂强度。
对比试样No.210含有过量的Co，从而形成粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头的断裂强度，对比试样No.211含有过量的W，从而形成了粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头断裂强度，对比试样No.212含有过量的Nb，从而沉淀出粗大的Fe-Nb基金属间化合物，产生了脆性并降低了接合接头的断裂强度。
对比试样No.213含有过量的Ti，从而形成了大量的粗大的金属间化合物，降低了韧性并降低了接合接头断裂强度，对比试样No.214的合金箔的厚度太大，导致接合接头断裂强度的降低。
如上所述，用对比的插入金属通过液相扩散接合不能达到400MPa的目标接合接头断裂强度，只能部分满足，但是不能完全满足本发明的特定要求。
                                                表9-1
No.                                      合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
  1   5.01  19.68   5.51  19.55     20     空气   547.77
  2   2.95   3.53   4.32  19.46     93     空气   547.29
  3  13.94  15.78   5.68   7.53     72     空气   487.64
  4   1.23  14.33   6.75   6.14     81     空气   480.68
  5  18.32   5.64   9.48  10.34     48     空气   501.68
  6  12.68  18.51   3.15  13.17     42     空气   515.85
  7  12.46  10.05   9.06   1.94     39     空气   459.69
  8   8.57   4.05   5.95  18.50     15     空气   542.50
  9   5.35   7.82   8.64  19.00     40     空气   544.99
  10  14.68   8.84   1.03   2.83     53     空气   464.14
  11  18.16  15.77   7.83  12.03  11.05     39     空气   510.13
  12  17.53   9.44   4.50   9.97  17.25      5     空气   499.83
  13  17.18   5.12   5.32  16.73  12.69     21     空气   533.66
  14  12.26  19.63   6.68   8.42   3.56     21     空气   492.09
  15  14.17   8.56   5.37  16.24   8.47      8     空气   531.18
  16  14.11  17.92   6.77   0.40  14.86     93     空气   452.00
  17  15.48  14.91   3.86   4.35  10.42     94     空气   471.76
  18  14.88  15.76   5.31  14.20   3.02     13     空气   521.02
  19  18.68   5.94   4.90  12.98   4.03     63     空气   514.92
  20   6.67   7.91   7.39   2.43  15.13  10.97     64     空气   462.15
  21   4.67   2.76   8.03  17.61  19.45  14.84     65     空气   538.04
  22  12.58  12.34   4.13   2.36  19.86  13.84     95     空气   461.80
  23  15.89   4.85   7.19   8.78   4.97   8.81     19     空气   493.89
  24   1.30   4.11   9.47   0.97   8.65   5.27     83     空气   454.84
  25  14.70   8.88   8.40   6.55  11.15  10.87     92     空气   482.75
                                                        表9-2
No.                                          合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
  26    4.89    3.41   8.48   19.58   14.34  10.87     30     空气   547.90
  27   14.90    9.26   5.23   10.55    1.54  10.76     38     空气   502.75
  28   18.70   17.49   2.92   11.43   18.27   9.57     64     空气   507.13
  29   10.08   18.62   5.20    2.25    1.53   4.16   3.07     72     空气   461.24
  30   14.60    5.34   6.82    2.68   14.83   8.67   7.56     70     空气   463.39
  31    8.49    4.51   1.41   13.08    3.92   5.75  11.05     89     空气   515.39
  32    4.33   10.08   7.62   16.47  4.91     29     空气   581.51
  33    2.93   10.92   2.35    3.36  0.76     71     空气   474.39
  34    7.89    1.36   3.49   11.92  3.93    100     空气   548.84
  35    2.37   12.96   7.25    7.16  7.26     50     空气   536.58
  36   15.85   14.94   2.64    6.70  5.47     94     空气   521.80
  37    5.70    4.29   1.11   15.80  9.98     51     空气   597.91
  38   15.50   14.49   6.72    1.63   0.73     86     空气   463.99
  39   13.28    6.28   6.65   14.04   2.22     12     空气   537.98
  40    1.80   18.90   2.26   19.24   2.76     20     空气   568.27
  41   18.98    3.49   7.13    6.13  0.70  7.76     37     空气   541.94
  42   16.18    9.32   3.24    3.23  3.52  3.99     85     空气   529.38
  43    6.47   15.44   2.36   12.63  4.59  2.22    100     空气   574.64
  44   13.95    9.41   9.19   18.27  1.92   8.42     13     空气   622.16
  45    2.38   15.21   7.20   17.78  0.73   4.69     35     空气   581.56
  46   11.25   13.78   3.57    9.30  2.06   1.85     54     空气   525.71
  47    2.45   16.38   3.63   12.28  8.94   3.96     41     空气   632.41
  48   14.77    7.52   9.81   12.84  6.50   2.41     59     空气   598.49
  49    8.00    1.17   1.57   14.12  8.75   7.67     45     空气   669.50
  50    4.57    2.38   7.36   13.82  4.77  1.73   6.45     60     空气   630.50
                                                    表9-3
  No.                                             合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
    B     P     Si     V     Cr     Ni     Co     W     Nb     Ti
  51   14.93   19.11   2.84   8.76  6.44   4.66   2.89     50     空气   613.96
  52   9.04   13.61   6.64   1.01  7.66   9.51   7.71     53     空气   659.96
  53   14.38   8.83   1.16   13.93   18.56  4.51     45     空气   564.72
  54   16.10   9.95   6.46   6.00   8.30  4.44     77     空气   524.38
  55   9.66   3.55   4.74   13.09   19.65  9.97     50     空气   615.16
  56   15.69   3.80   6.78   10.17   15.59   3.99     23     空气   528.77
  57   4.60   4.14   8.09   4.43   18.78   0.54     13     空气   475.95
  58   9.45   13.12   9.52   1.49   10.55   8.59     94     空气   517.54
  59   3.80   12.75   6.28   14.93   1.16   3.97     43     空气   556.37
  60   7.01   4.43   3.42   3.67   8.78   9.84     36     空气   547.08
  61   9.55   14.53   7.19   7.23   14.73   4.10     80     空气   518.94
  62   3.42   10.90   6.91   17.00   8.90  4.27   5.61     23     空气   616.93
  63   19.04   4.25   4.55   16.16   14.48  2.47   8.53     38     空气   615.14
  64   16.98   5.00   8.49   19.53   7.21  2.91   3.91     31     空气   604.18
  65   15.21   4.64   6.81   8.32   0.59   5.46   4.02     70     空气   561.95
  66   9.65   4.57   9.08   8.58   3.13   3.73   3.35      6     空气   545.81
  67   15.86   10.93   5.52   18.13   19.15   5.91   4.78     35     空气   620.27
  68   12.64   3.41   9.61   9.11   9.58  6.80   9.52      9     空气   639.65
  69   1.15   7.04   7.23   3.24   12.77  7.98   4.84      5     空气   584.72
  70   9.85   17.91   8.88   18.58   4.23  5.96   7.39     74     空气   661.61
  71   18.34   16.61   9.46   14.52   11.39  8.81   0.38   6.37     71     空气   664.37
  72   10.36   2.71   9.01   2.59   16.13  5.91   2.36   6.68     24     空气   592.03
  73   5.10   6.81   1.68   3.84   11.74  6.70   8.98   5.46     29     空气   642.78
  74   10.19   4.01   8.80   13.95   12.53  0.70     47     空气   526.79
  75   18.79   17.73   4.09   12.36   2.53  4.03     32     空气   552.09
                                                    表9-4
 No.                                          合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
  76   5.58   4.34   7.63   17.79   14.91  6.53     8     空气   604.22
  77   1.78   11.18   4.88   7.68   9.97  1.23     51     空气   496.97
  78   8.22   8.21   3.33   8.00   4.87  7.04     92     空气   539.30
  79   19.56   14.02   2.28  18.51   6.54  9.70     78     空气   610.47
  80   5.17   10.29   8.34   9.69   9.48   3.05     98     空气   522.81
  81   19.47   5.59   7.42   8.88   12.16   0.26     3     空气   496.49
  82   16.79   14.72   8.67   14.76   4.23   2.37     51     空气   542.76
  83   2.64   5.71   8.22   19.67   9.17  7.63  2.15     78     空气   639.71
  84   10.47   12.91   4.66   16.07   10.88  8.29  1.99     58     空气   627.18
  85   4.41   15.13   5.13   9.74   1.29  7.86  1.78     72     空气   589.80
  86   13.60   3.35   5.00   14.91   11.94  1.20   3.59     7     空气   561.69
  87   6.44   5.62   3.90   19.95   7.90  8.73   9.73     44     空气   688.64
  88   8.56   5.86   4.87   13.54   5.39  2.65   4.93     38     空气   575.78
  89   5.53   10.21   4.53   16.57   5.48  6.19   6.22     76     空气   644.52
  90   8.11   9.29   8.03   6.08   9.01  3.18   6.37     71     空气   563.11
  91   15.25   16.19   5.96   6.84   2.48  3.38   7.32     94     空气   576.51
  92   18.98   1.31   3.83   1.34   4.26  2.17  1.03   1.71     79     空气   499.21
  93   10.86   8.13   5.87   14.18   13.83  9.50  3.78   5.68     51     空气   687.84
  94   15.27   14.30   1.81   4.51   4.30  2.35  4.18   8.70     27     空气   594.92
  95   9.03   18.51   4.80   7.16     6.10  8.64     20     空气   572.20
  96   6.02   7.55   5.40  17.40     8.95  5.63     98     空气   593.32
  97   3.29   18.30   8.99  17.89     14.38  6.76     73     空气   607.02
  98   17.15   6.36   5.46  18.65     5.12  1.71     89     空气   555.26
  99   11.31   8.61   2.74  17.76     4.52  3.87     29     空气   565.88
  100   14.76   6.04   4.25  4.60     3.08  3.03     11     空气   494.23
                                                        表9-5
No.                                           合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
101     8.19   18.33   3.44   17.70   2.91   7.55     46     空气   598.91
102     4.24   7.40   9.30   8.63   11.84   1.16     27     空气   502.42
103     6.05   19.50   8.61   11.19   3.77   1.27     20     空气   516.06
104     5.82   5.43   8.15   17.20   14.34   0.90   1.20     28     空气   553.38
105     9.51   10.75   8.12   16.29   5.48   7.32   7.23     98     空气   655.23
106     5.51   3.46   3.38   0.54   1.55   2.60   1.58     97     空气   489.75
107     3.56   18.94   7.3 6   7.79   9.23   3.92   3.13     9     空气   541.47
108     1.99   7.04   1.16   8.50   3.66   5.58   6.52     50     空气   583.70
109     13.61   10.30   5.36   14.79   14.00   0.17   6.22     22     空气   574.89
110     14.17   3.25   6.64   1.26   13.14   2.89   6.12     77     空气   534.20
111     3.89   17.05   3.78   14.44   2.33   2.85   7.04     70     空气   607.07
112     8.81   15.86   3.91   7.25   13.67   8.60   2.11     37     空气   589.17
113     11.98   19.74   8.77   16.64   11.81   8.29   4.29   2.97     76     空气   669.87
114     16.58   4.86   6.33   8.42   5.48   4.97   4.16   8.73     6     空气   640.84
115     16.35   6.33   8.48   12.05   14.32   7.63   3.56   5.40     18     空气   654.61
116     11.37   18.25   9.96   12.19   15.26   2.77   8.50     90     空气   595.96
117     7.74   16.56   9.42   17.57   8.26   12.67   0.70     72     空气   544.81
118     7.88   6.90   8.36   7.95   8.85   2.98   1.07     61     空气   500.48
119     18.44   8.14   7.64   1.90   12.29   10.39  3.20     36     空气   481.89
120     11.50   14.35   4.22   17.15   0.23   10.38  3.59     33     空气   560.88
121     16.57   10.01   6.09  16.73   19.62   1.91  2.41     49     空气   550.50
122     3.77   2.94   4.88   2.91   9.65   4.50   2.62     21     空气   485.51
123     2.63   2.13   3.54   9.94   11.66   13.50   6.63     17     空气   552.68
124     1.28   16.54   7.60   0.86   6.15   0.39   8.59     95     空气   523.04
125     15.32   19.11   1.58   13.20   4.49   10.21  3.10  4.46     10     空气   578.31
                                                        表9-6
No.                                            合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
126 9.35 8.24     6.02   18.15     4.41     14.50  7.87  1.98     67     空气   633.29
127 6.46 12.32     4.51   5.31     14.48     10.44  8.15  7.36     15     空气   609.63
128 19.64 8.83     6.33   9.29     17.28     10.95  9.71   2.31     88     空气   582.96
129 18.08 12.17     2.97   16.60     4.78     2.07  1.65   9.33     96     空气   619.21
130 14.10 4.51     6.25   17.52     1.57     3.75  8.04   9.11     33     空气   666.79
131 16.84 10.78     6.80   7.45     12.15     3.25  2.86   3.60     62     空气   544.58
132 19.56 15.93     9.85   16.55     0.11     0.35  2.05   4.60     66     空气   590.14
133 9.26 5.96     8.49   2.62     5.59     5.30  8.47   1.86     93     空气   562.63
134 4.22 9.44     1.96   12.51     5.42     0.47  7.30  1.20   2.70     21     空气   615.51
135 17.90 13.38     1.45   16.62     13.69     1.61  8.65  1.05   0.66     82     空气   632.22
136 7.10 12.37     7.63   2.76     6.92     12.69  0.11  8.47   3.34     19     空气   550.87
137 15.52 8.00     5.96   3.77     4.73     13.94  1.84     94     空气   487.19
138 7.35 14.83     4.88   10.07     2.17     10.42  1.30     53     空气   513.31
139 13.45 4.71     8.73   6.13     4.20     10.40  8.57     19     空气   566.37
140 8.68 10.72     6.53   9.36     10.89     9.32  5.06     39     空气   532.17
141 17.79 9.93     6.53   6.23     7.16     12.83  8.14     4     空气   538.15
142 14.87 7.53     9.87   9.65     0.21     11.46  2.13     39     空气   513.14
143 8.04 18.03     3.01   6.49     1.52     9.94   5.28     98     空气   524.71
144 18.92 9.21     7.10   6.10     1.59     0.68   2.93     84     空气   503.93
145 2.80 7.87     1.35   17.43     2.16     4.84   5.46     49     空气   580.84
146 8.69 2.74     9.89   14.00     6.56     4.02  0.81  3.08     8     空气   549.63
147 15.02 2.99     7.51   7.89     14.29     9.38  1.42  4.06     76     空气   532.08
148 4.66 18.91     8.11   13.01     12.13     9.28  9.97  6.73     16     空气   661.90
149 8.19 19.62     4.84   0.15     3.88     0.24  4.46   7.96     42     空气   545.64
150 8.63 1.22     3.58   13.89     7.78     10.47  5.16   4.71     24     空气   593.26
                                                                表9-7
No.                                            合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
151 15.27     11.75     1.70     11.64   12.59   11.30  2.16  4.17     34     空气   556.66
152 16.27     19.37     2.24     19.48   7.36   7.29   2.81  5.11     38     空气   616.42
153 11.28     5.42     3.33     15.11   1.43   5.49   1.38  5.36     41     空气   582.24
154 6.14     17.74     9.79     9.40   2.79   14.16   2.56  4.94     16     空气   562.19
155 19.97     16.06     8.30     16.33   12.54   0.24   6.62  2.65  1.90     23     空气   631.54
156 6.18     16.70     8.17     11.91   2.94   3.99   8.16  9.99  1.38     42     空气   672.10
157 2.32     7.15     9.33     12.31   9.61   7.61   2.74  0.64  2.79     62     空气   565.70
158 4.75     19.41     2.30     3.29   1.00   12.44   2.07     52     空气   487.18
159 19.22     8.75     8.26     12.57   6.13   2.99   4.66     92     空气   559.48
160 11.21     17.07     1.92     4.23   11.83   0.77   9.10     18     空气   562.16
161 3.50     11.62     5.77     16.84   8.68   1.81  0.10     66     空气   534.91
162 18.82     4.60     9.62     11.18   15.03   1.58  1.37     52     空气   515.50
163 14.31     13.28     5.26     5.64   5.45   10.98  2.72     11     空气   497.26
164 17.19     8.66     2.81     13.17   19.25   7.57   9.84     86     空气   594.57
165 18.17     7.77     5.63     10.33   7.02   9.92   2.42     84     空气   521.02
166 14.36     2.01     8.75     8.79   16.69   2.29   1.44     74     空气   495.45
167 7.75     7.06     1.03     12.42   9.85   10.65  8.09  2.83     59     空气   612.81
168 6.77     12.98     1.66     11.18   3.08   5.32  5.44  4.35     41     空气   590.72
169 18.80     3.71     5.62     3.40   7.11   0.80  2.37  2.35     27     空气   507.22
170 9.44     7.76     9.71     5.26   0.44   14.95  9.83   7.64     35     空气   606.21
171 18.79     4.53     9.71     2.40   18.21   0.77  4.40   7.06     97     空气   549.28
172 4.99     15.81     1.00     11.48   0.99   12.99  6.21   8.57     98     空气   619.38
173 8.09     2.04     5.56     6.50   18.75   2.36  0.19   7.46     14     空气   544.05
174 16.07     7.61     2.28     19.20   15.71   12.72  1.85   4.41     46     空气   599.73
175 10.91     17.52     5.45     8.90   3.98   13.89  9.27   3.66     68     空气   616.54
                                                        表9-8
No.                                              合金箔的化学组成(原子％)   箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
B P Si V Cr Ni Co W Nb Ti
176     7.83     3.03     6.95     7.29     4.62    11.74  2.14  6.80   6.36     98     空气   606.33
177     1.46     5.58     2.71     9.07     0.40    5.91  8.71  0.63   6.82     37     空气   641.44
178     5.38     3.76     5.54     4.16     2.27    9.88  2.75  9.93   4.61     21     空气   604.66
179     5.48     9.47     7.85     16.46     15.91   1.63    10.62  6.59     34     空气   598.17
180     12.10     19.72     3.23     13.97     13.59   2.96    13.28  1.74     84     空气   537.22
181     11.32     1.12     9.64     12.53     6.92   5.38    12.61  8.26     7     空气   595.31
182     3.68     8.70     3.12     12.42     16.06   4.28    9.24  6.00     62     空气   554.07
183     8.06     18.23     1.06     13.50     5.12   0.39    7.17  1.02     49     空气   524.63
184     5.26     8.81     6.25     12.73     17.25   0.55    9.06  4.28     85     空气   543.62
185     1.66     12.87     6.65     2.27     1.13   3.52    10.68   7.60     24     空气   522.16
186     4.84     15.90     5.24     3.10     12.80   14.17    6.41   8.37     61     空气   532.45
187     6.44     17.03     2.76     4.67     16.34   1.09    0.72   4.50     55     空气   509.38
188     17.90     14.05     7.69     18.92     18.34   7.15    10.19  7.23  3.59     57     空气   642.04
189     17.16     7.12     4.19     11.25     8.18   14.24    1.66  6.33  3.14     80     空气   591.48
190     16.14     5.72     7.89     12.54     8.68   5.44    10.73  2.78  1.92     58     空气   553.88
191     2.80     6.38     3.90     6.55     15.87   12.51    9.85  4.41   5.02     24     空气   553.75
192     17.31     4.06     9.95     11.74     4.97   5.33    0.19  3.79   3.27     14     空气   561.37
193     16.90     6.77     8.70     5.29     7.29   13.18    5.59  5.74   1.47     62     空气   528.42
194     5.68     3.43     4.43     5.29     17.74   5.71    7.23  0.68   6.80     58     空气   537.71
195     13.96     18.30     9.45     19.13     15.99   14.36    12.92  2.20   8.61     91     空气   636.50
196     17.19     19.35     2.40     12.90     4.32   9.03    1.06  2.89   1.33     33     空气   553.99
197     2.54     10.01     1.10     4.56     5.14   7.25    6.32  3.04  1.08   9.56     56     空气   587.21
198     10.25     2.91     2.54     9.49     16.81   3.31    8.11  9.52  4.13   6.65     3     空气   674.72
199     2.60     6.87     1.82     2.61     11.75   8.77    7.18  9.34  2.79   2.48     64     空气   595.80
                                                                表10
  No.                                            合金箔的化学组成(原子％)      箔厚(μm) 接合气氛 断裂强度(MPa)
P B Si V Cr Ni Co W Nb Ti
 200   0.62   3.56   8.29 4.72     7.67     空气   0.05
 201   21.38   15.57   3.00 0.61     10.86     空气   218.67
 202   19.73   0.77   4.29 6.04     56.15     空气   0.10
 203   7.75   26.22   6.40 9.43     95.10     空气   108.69
 204   4.88   7.23   0.26 1.61     84.56     空气   0.31
 205   6.32   6.08   12.53 4.76     83.62     空气   284.57
 206   2.24   7.54   7.51 0.03     84.97     空气   0.02
 207   7.17   19.38   5.20 24.18     61.58     空气   123.02
 208   12.26   8.28   2.25 16.24  22.55     27.67     空气   141.54
 209   10.75   18.80   4.27 9.60     16.74     46.58     空气   175.10
 210   4.29   2.78   5.36 13.76   15.99     72.66     空气   179.64
 211   1.13   11.30   2.18 10.83  12.24   13.35     10.94     空气   160.48
 212   7.08   18.81   4.02 17.82     9.28   12.79     94.44     空气   321.58
 213   9.28   16.77   9.94 14.13     2.45   3.66   9.12   16.85     37.45     空气   264.32
 214   8.67   5.68   4.48 19.22  2.54     2.25     234.10     空气   313.69
根据第三个发明，P和B一起用作扩散元素，各种类型的铁基材料(钢板、钢管、钢条、钢棒等)的液相扩散接合可以在氧化气氛中进行，甚至用较长的接合时间也能减少对基材(要接合的材料)的热影响，并提供具有高断裂强度的接合接头，液相扩散接合的优点可以用于铁基材料的接合，与其它接合方法相比，可以减少接合时间，明显缩短接合的工作时间。
本发明用P和B一起作为扩散元素，能使各种类型的铁基材料(钢板、钢管、钢条、钢棒等)的液相扩散接合在氧化气氛下进行，甚至用较长的接合时间也能减少对基材(要接合的材料)的热影响，并能在较短的时间内产生具有高断裂强度的接合接头，因此液相扩散接合的优点可以用于铁基材料的接合，与其它接合方法相比，可以减少接合时间，从而明显缩短接合工作时间。

Claims (15)

1、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
2、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，还含有0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
3、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
4、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，还含有0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，此外，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
5、根据权利要求1～4的任一个的用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于具有基本为非晶态的组织。
6、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的B，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
7、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的B，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，还含有0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
8、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的B，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
9、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的B，1.0～20.0％的Si和0.1～20.0％的V，还含有0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，此外，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
10、根据权利要求6～9的任一个的用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于具有基本为非晶态的组织。
11、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～10.0％的Si，0.1～20.0％的V和1.0～20.0％的B，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
12、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～10.0％的Si，0.1～20.0％的V和1.0～20.0％的B，还含有0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
13、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～10.0％的Si，0.1～20.0％的V和1.0～20.0％的B，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
14、一种用于铁基材料的液相扩散接合的铁基合金箔，能使接合在氧化气氛下进行，特点在于：
用原子百分数表示，化学组成包括：1.0～20.0％的P，1.0～10.0％的Si，0.1～20.0％的V和1.0～20.0％的B，还含有0.1～20.0％的Cr、0.1～15.0％的Ni和0.1～15.0％的Co中的一种或多种，此外，还含有0.1～10.0％的W、0.1～10.0％的Nb和0.1～10.0％的Ti中的一种或多种，其余基本由Fe和不可避免的杂质构成；
箔的厚度为3.0～100μm。
15、根据权利要求11～14的任一个的用于铁基材料的液相扩散接合并能使接合在氧化气氛下进行的铁基合金箔，特点在于具有基本为非晶态的组织。
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