DE1758237C3 - Hartlot - Google Patents
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Description
10
Die Erfindung betrifft ein Hartlot aus einer nickelhaltigen Legierung, die besonders günstig zur Verbindung
von rostfreien Stählen, Legierungen mit »5 hohem Nickelgehalt u. dgl. einsetzbar ist.
Rostfreier Stahl, Legierungen mit hohem Nickelgehalt u. dgl. sind dank ihrer hohen Festigkeit und
Korrosions- und Oxydationsbeständigkeit als Bauelemente für Kernreaktoren und ähnliche Anlagen »»
von großem Nutzen. Die für Hartlotverbindungen verwandten Legierungen sollen dabei die gleichen
günstigen Eigenschaften aufweisen, da sonst die durch Einsatz der Bauteile erzielten Vorteile wieder
in Frage gestellt werden. »5
. Eine Erhitzung des Stahls auf 1100° C wesentlich
übersteigende Temperaturen soll vermieden werden, weil sonst Gefügeänderungen durch Kornwachstum
eintreten und das Material erheblich geschwächt wird. Zu beachten ist ferner als eine untere Grenze
die normale Betriebstemperatur von Kernreaktoren, die bei 7000C oder höher liegt. Das Hartlot soll
daher einerseits oberhalb dieser Betriebstemperatur schmelzen oder fließen, andererseits aber keine Erhitzung
über 1100° C erfordern, günstigerweise also
bei einer etwas unter 1100° C liegenden Temperatur fließen.
Hartlote mit einem Anteil an Metallen, wie z. B. Bor, Phosphor, Gold, Kupfer oder Palladium, sind
für den Einsatz in Kernreaktoren oder Anlagen, in denen ein Kontakt mit einem flüssigen Metall erfolgt,
ungeeignet. Gold, Kupfer und Palladium haben z. B. eine sehr geringe Korrosionsbeständigkeit gegenüber
flüssigen Metallen, während Bor im Neutronenfluß zu Helium umgewandelt wird, das zu einer unerwünschten
Porosität der Lotverbindung führt. Phosphorhaltige Legierungen haben einen niedrigen
Fließpunkt (etwa 880° C) und führen in vielen unedlen Metallen zum Bruch unter Belastung oder bei
Korrosion.
Besonders für Kernreaktoren wurden daher bereits Nickel-Germanium-Lote in Betracht gezogen, s. die
US-PS 29 01347, die allerdings bei Germamumanteilen von 20 bis 30% erst oberhalb von 1100° C
schmelzen; z. B. liegt der Schmelzpunkt einer Legierung aus 75°/o Ni und 25"VoGe bei 1176° C. Durch
einen Chromzusatz entsprechend der US-PS 29 01 347 läßt sich die Schmelztemperatur etwas herabdrücken,
wobei gleichzeitig auch die Oxidationsfestigkeit noch etwas verbessert wird. Beispielsweise kann eine Legierung
aus 65%Ni, 25VoGe und 10%Cr bei 1148° C gelötet werden. Es stellte sich jedoch heraus, daß
Zusätze von mehr als 10% Cr nicht nur schwieriger zu löten sind, sondern auch die Fließ- bzw. Löttemperatur
wiederum erhöhen, z. B. auf 1177° C im Falle eines Hartlots aus 57% Ni, 30% Ge und 13 % Cr.
Die Erfindung hat ein zur Verbindung von rostfreiem Stahl, nickelhaltigen Legierungen u. dgl. geeignetes,
auch bei etwas unter 1100° C liegenden Temperaturen gut lötbares Hartlot auf Nickel-Germanium-Grundlage
zur Aufgabe, das unter anderem auch besonders für Kernreaktoren geeignet ist
Diese Aufgabe wird durch das Hartlot der Erfindung gelöst, welches neben Nickel und Germanium
Eisen und Chrom, Eisen und Silizium, oder Eisen, Chrom und Silizium enthält
Vorzugsweise betragen die Anteile dieser Elemente, jeweils in Gewichtsprozent, 50 bü 70%
Nickel, 20 bis 30% Germanium, 5 bis 15% Eisen, sowie 5 bis 10% Chrom und/oder 2 bis 5% Silizium.
Der Schmelzpunkt dieses Lots liegt bei etwa 1000 bis 1100° C. Es bildet Verbindungen mit besonders
hoher Festigkeit und ist auch unter Neutronenbeschuß bzw. im Neutronenfeld beständig.
Eisenzusätze von mehr als 15% sind deshalb weniger günstig, weil die Löttemperatur wieder über
11000C hinaus ansteigt. Siliziumzusätze von über
5% können die Lotverbindung zunehmend brüchiger werden lassen. Der angegebene Bereich von 5 bis
15% Fe, 5 bis 10% Cr und/oder 2 bis 5% Si wird daher bevorzugt , . .
In der folgenden Tabelle I smd einige typische Hartlotlegierungen nach dem erfindungsgemäßen
Vorschlag aufgeführt.
|
Legie
rung Nr. |
Gewichtsprozent
Ni Ge |
25 | Cr | Fe | Si |
| 1 | 65 | 25 | 5 | 5 | — |
| 2 | 60 | 25 | 10 | 5 | — |
| 3 | 60 | 25 | 5 | 10 | — |
| 4 | 55 | 30 | 10 | 10 | — |
| 5 | 60 | 30 | 5 | 5 | — |
| 6 | 55 | 20 | 10 | 5 | — |
| 7 | 65 | 25 | 5 | 5 | 5 |
| 8 | 55 | 25 | 10 | 5 | 5 |
| 9 | 57 | 30 | 10 | 5 | 5 |
| 10 | 57 | 30 | 5 | 5 | 3 |
| 11 | 52 | 20 | 10 | 5 | 3 |
| 12 | 70 | 5 | 5 |
Nochmals erwähnt sei, daß Nickel, Germanium und Eisen anwesend sein müssen sowie Chrom und
Silizium oder Chrom oder Silizium einzeln, so daß also die Anwesenheit wenigstens eines der beiden
letztgenannten Elemente neben Nickel, Germanium und Eisen für die Erfindung wesentlich ist.
Die Legierung kann in beliebiger Weise hergestellt werden, sofern der erforderliche Schmelzpunktbereich
von 1000 bis 11000C erzielt wird. Die in der Tabelle
I verzeichneten Legierungen wurden hergestellt, indem die erforderlichen Komponenten ausgewogen
und, vorzugsweise in fein verteilter Form, z. B.· als Pulver gemischt und im Lichtbogen in träger Atmosphäre,
z. B. in Argon, erschmolzen wurden.
Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung ohne Beschränkung.
Es wurden unter Verwendung der Legierungen 1, 7 und 12 der Tabelle I Hartlotverbindungen mit 316
rostfreien Stahlabschnitten hergestellt. Jeweils der eine Stahlabschnitt wurde dabei senkrecht auf die
Flächenmitte des zweiten Abschnitts gesetzt so daß ein umgekehrtes T-Profil entstand. Eine geringe
Menge des Hartlots wurde auf die Stoßstelle gegeben und die Probe in trockener Wasserstoffatmosphäre
10 Minuten lang auf die Löttemperatur erhitzt Die Untersuchung der Lötverbindung ergab, daß ein
Fließen und eine gute Benetzung des Lots stattgefunden hatte, und zwar ohne nennenswerte Umsetzung
zwischen dem rostfreien Stahl und der Loilegierung. Die hartgelöteten Proben wurden sodann bei Zimmertemperatur
sowie bei einer Temperatur von 815° C auf ihre Scherfestigkeit geprüft
Die Ergebnisse dieser Prüfung sind in der Tabelle Π wiedergegeben.
rung tempera· tempera- Jteit nach 1000 Std.
taT tar bei840°C
Nr.
(0C) (0C) (kg/qcm) (kg/qcm)
| 1 | 1090 | 20 | 2275 | 3496,5 |
| 815 | 630 | |||
| ίο 7 | 1060 | 20 | 2607,5 | 2800 |
| 815 | 1015 | |||
| 12 | 1090 | 20 | 2387 | 3430 |
| 815 | 980 |
Die Tabelle zeigt, daß die mit dem erfindungsgemäßen
Hartlot hergestellten Verbindungen sowohl bei Zimmertemperatur als auch bei stark erhöhter
Temperatur ausgezeichnete Festigkeitswerte aufweisen; bei hoher Temperaturbehandlung nimmt die
ao Festigkeit sogar noch zu.
Claims (1)
- Patentanspruch:Hartlotlegierung zur Verbindung von rostfreiem Stahl, Legierungen mit hohem Nickelgehalt ILdgl., dadurch gekennzeichnet, daß das Lot Nickel, Germanium, Eisen sowie Chrom und/oder Silizium enthält
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63704367A | 1967-05-03 | 1967-05-03 | |
| US63704367 | 1967-05-03 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1758237A1 DE1758237A1 (de) | 1971-01-14 |
| DE1758237B2 DE1758237B2 (de) | 1976-05-13 |
| DE1758237C3 true DE1758237C3 (de) | 1976-12-23 |
Family
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