JPS5956991A - フエライト系耐熱鋼拡散接合用フイラ−メタル - Google Patents
フエライト系耐熱鋼拡散接合用フイラ−メタルInfo
- Publication number
- JPS5956991A JPS5956991A JP16767382A JP16767382A JPS5956991A JP S5956991 A JPS5956991 A JP S5956991A JP 16767382 A JP16767382 A JP 16767382A JP 16767382 A JP16767382 A JP 16767382A JP S5956991 A JPS5956991 A JP S5956991A
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- JP
- Japan
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- filler metal
- resistant steel
- ferritic heat
- heat resistant
- atoms
- Prior art date
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、フェライト系Ｍ熱鋼からなる母材の拡散接合
用フィラーメタルに関し、更に詳しくは、該母材と同等
の金属組織及び継手強度を有する接合部を形成すること
のできるフェライト系耐熱鋼拡散接合用のフィラーメタ
ルに関する。
用フィラーメタルに関し、更に詳しくは、該母材と同等
の金属組織及び継手強度を有する接合部を形成すること
のできるフェライト系耐熱鋼拡散接合用のフィラーメタ
ルに関する。
一般に、金属の拡散接合法には、固相拡散接合法と液相
拡散接合法がある。前者は、被接合部材（以下、母料と
いう。）を相互に密着させて圧力を付加し直接接合させ
る方法である。この方法において母材間の接合部の継手
強度を母材と同等にするためには、母材をその接合面に
はディトやクラックが生じないように均一に密着させる
ことが必要である。そのため、接合面に存在する凹凸を
塑性変形させるに必要な圧力を付加しなければならない
。
拡散接合法がある。前者は、被接合部材（以下、母料と
いう。）を相互に密着させて圧力を付加し直接接合させ
る方法である。この方法において母材間の接合部の継手
強度を母材と同等にするためには、母材をその接合面に
はディトやクラックが生じないように均一に密着させる
ことが必要である。そのため、接合面に存在する凹凸を
塑性変形させるに必要な圧力を付加しなければならない
。
しだがって、変形を避けるべき母材にとの方法を適用す
ることは不適当であり、更には、複雑形状の母材に対し
ては、接合面全体に均一な圧力を付加することは工業的
には非常に困難であシ、シかも複雑な装置設備を要する
ことになってしまう。
ることは不適当であり、更には、複雑形状の母材に対し
ては、接合面全体に均一な圧力を付加することは工業的
には非常に困難であシ、シかも複雑な装置設備を要する
ことになってしまう。
一方、後者の液相拡散接合法は、母料の接合面の間に、
通常、ｆυ°利の融点よりその融点が低くし／こがって
母材とは異なった組成のフィラーメタルを介在させ、間
接的に接合する方法である。この方１′ノミの場合、接
合時には該フィラーメタルが一時的に液相になり、母材
の接合面に存在する凹凸を’６：−ａ ノζし７て旬月
を密着した状態にするので、接合時にＡ′〕ってＩＵ月
利間圧力を付加するととｔ」、はとんど不快となる。
通常、ｆυ°利の融点よりその融点が低くし／こがって
母材とは異なった組成のフィラーメタルを介在させ、間
接的に接合する方法である。この方１′ノミの場合、接
合時には該フィラーメタルが一時的に液相になり、母材
の接合面に存在する凹凸を’６：−ａ ノζし７て旬月
を密着した状態にするので、接合時にＡ′〕ってＩＵ月
利間圧力を付加するととｔ」、はとんど不快となる。
しかしながら、この方法の場合、用いるフィラーメタル
の組成は封材の組成と異なっているため、当然、イ（ｔ
られた接合部の組成も母料のそれと異なったものとなり
その継手強度も母材のそれと異なつ／ζものとなる。
の組成は封材の組成と異なっているため、当然、イ（ｔ
られた接合部の組成も母料のそれと異なったものとなり
その継手強度も母材のそれと異なつ／ζものとなる。
したがって、この方法においては、母材と同等の絹−千
強度の接合部を形成するようなフィラーメタルの選定が
重要な問題となる。
強度の接合部を形成するようなフィラーメタルの選定が
重要な問題となる。
現在、液相拡散接合法に適したフィラーメタルとしてｄ
ｌ例えば、ニッケル（Ｎｌ）を主成分とし、ホウ素（１
３）、ケイ素（Ｓｔ）、リン（Ｐ）のような融点低下元
素をき有するものが知られている。
ｌ例えば、ニッケル（Ｎｌ）を主成分とし、ホウ素（１
３）、ケイ素（Ｓｔ）、リン（Ｐ）のような融点低下元
素をき有するものが知られている。
しかしながら、この材料は融点低下元素を含有している
ため非常に脆性であって延性に乏しいだめ、使用に適し
た形状、例えば箔のような形に加工することが困難であ
る。壕だ、これら拐料の粉末を有機バインダ（例えばア
クリロイドセメント）で結着してシートとして用いるこ
とも試みられているが、この場合、有機バイタダの残渣
等により接合時に接合面にはボイド、クラックなどを発
生することがある。
ため非常に脆性であって延性に乏しいだめ、使用に適し
た形状、例えば箔のような形に加工することが困難であ
る。壕だ、これら拐料の粉末を有機バインダ（例えばア
クリロイドセメント）で結着してシートとして用いるこ
とも試みられているが、この場合、有機バイタダの残渣
等により接合時に接合面にはボイド、クラックなどを発
生することがある。
一方、鉄（Ｆｅ）を主成分とするフェライト系耐熱鋼の
液相拡散接合において、フィラーメタルとして上記した
Ｎｉを主成分とするものを用いた場合、母材（フェライ
ト系耐熱鋼）へのＮｉの拡散速度は極めて小さいため接
合部にはＮｉが残り易く、その結果、接合部の組成を母
材と同等の組成すなわちＦｅに富んだ組成にすることが
著しく困難となる。
液相拡散接合において、フィラーメタルとして上記した
Ｎｉを主成分とするものを用いた場合、母材（フェライ
ト系耐熱鋼）へのＮｉの拡散速度は極めて小さいため接
合部にはＮｉが残り易く、その結果、接合部の組成を母
材と同等の組成すなわちＦｅに富んだ組成にすることが
著しく困難となる。
しかも、フェライト系耐熱鋼は、その使用に際して、材
料の機械的特性を充分に生かすべく焼入れ組織を得るた
めに熱処理が施されるが、その場合、接合部に残置する
多量のＮｉは焼太れ組織の生成に関して妨害成分として
作用し、多くはオーステナイト相として残留し良好な焼
入れ組織が得られなくなる。
料の機械的特性を充分に生かすべく焼入れ組織を得るた
めに熱処理が施されるが、その場合、接合部に残置する
多量のＮｉは焼太れ組織の生成に関して妨害成分として
作用し、多くはオーステナイト相として残留し良好な焼
入れ組織が得られなくなる。
したがって、フェライト系耐熱鋼の液相拡散接合に適し
たフィラーメタルの開発は現在強く望まれている。
たフィラーメタルの開発は現在強く望まれている。
ところで、延性があるという非晶質合金については特公
昭５５−１９９７６号に記載された技術が公開されてい
る。この技術は本発明とはその目的が異るためＮ５４ｐ
４を含むＭ（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｖ。
昭５５−１９９７６号に記載された技術が公開されてい
る。この技術は本発明とはその目的が異るためＮ５４ｐ
４を含むＭ（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｖ。
Ｃｒ ） Ｙ （Ｐ ｔ Ｂ ｔ Ｃ） Ｚ （ｋｌ
、 Ｓｔ 、 Ｓｎ 、 Ｇｅ ＩＩｎ 、 Ｓｂ 、
Ｂｅ ）を必須の要件としているが、このものはフェ
ライト未開熱鋼拡散接合用のフィラーメタルとしては前
述したような実用上の種々の不都合な問題を起生してし
まうことが判明した。
、 Ｓｔ 、 Ｓｎ 、 Ｇｅ ＩＩｎ 、 Ｓｂ 、
Ｂｅ ）を必須の要件としているが、このものはフェ
ライト未開熱鋼拡散接合用のフィラーメタルとしては前
述したような実用上の種々の不都合な問題を起生してし
まうことが判明した。
本発明は、箔の形で利用でき、均質でかつ延性にＬλみ
、フェライト系耐熱鋼の液相拡散接合に用いて有用なフ
ィラーメタルの提供を目的とする。
、フェライト系耐熱鋼の液相拡散接合に用いて有用なフ
ィラーメタルの提供を目的とする。
本発明のフィラーメタルは、Ｂ：５〜２２原子ヴ、Ｓｌ
：０〜１２原子チ、ＣＯＯ〜２０原子チ、Ｃｒ ： Ｏ
〜２０原子チ、残部がＦｅ及び不可避不純物から成る組
成であることを特徴とする。
：０〜１２原子チ、ＣＯＯ〜２０原子チ、Ｃｒ ： Ｏ
〜２０原子チ、残部がＦｅ及び不可避不純物から成る組
成であることを特徴とする。
本発明のフィシ−メタルはＮ１を含まず、Ｆｅを主成分
とする。しだがって、接合時には、接合部が異質で脆弱
な相を形成することはなく、シかも、Ｎｉを含まないた
め、容易にフェライト系耐熱鋼母材と同等の組成となる
ことができる。寸だ、フェライト系耐熱鋼に含まれてい
る添加元素、例えばＣｒ、ＭｏｔＶ、Ｗ等については、
液相拡散接合時、接合部への拡散が容易に進行し、接合
後の熱処理によっても接合部の組織は母相のそれと同等
になることができる。
とする。しだがって、接合時には、接合部が異質で脆弱
な相を形成することはなく、シかも、Ｎｉを含まないた
め、容易にフェライト系耐熱鋼母材と同等の組成となる
ことができる。寸だ、フェライト系耐熱鋼に含まれてい
る添加元素、例えばＣｒ、ＭｏｔＶ、Ｗ等については、
液相拡散接合時、接合部への拡散が容易に進行し、接合
後の熱処理によっても接合部の組織は母相のそれと同等
になることができる。
Ｂは必須の要件でこれがないと本発明の所期の目的は得
られない。そして、その量は５〜２２原子チである。ま
た添加すると好適である組成としてＳｉ： Ｏ〜１２原
子係、Ｃ；０〜２０原子チ、５ｉｆＣ，Ｂ（！：Ｓｉ＃
ＢとＳｔとＣ：１７〜２２原子係等があり、これらにつ
いてはいずれも上記に限定する１：１３、川内で延性が
すぐれかつ非晶質フィラーがヤイ′易に製造される。し
かし、この範囲を上限・下限のいずれにおいても超える
場合は、本発明の目的である延性にすぐれたフィラーメ
タルの形成が困難となって実用的でない。
られない。そして、その量は５〜２２原子チである。ま
た添加すると好適である組成としてＳｉ： Ｏ〜１２原
子係、Ｃ；０〜２０原子チ、５ｉｆＣ，Ｂ（！：Ｓｉ＃
ＢとＳｔとＣ：１７〜２２原子係等があり、これらにつ
いてはいずれも上記に限定する１：１３、川内で延性が
すぐれかつ非晶質フィラーがヤイ′易に製造される。し
かし、この範囲を上限・下限のいずれにおいても超える
場合は、本発明の目的である延性にすぐれたフィラーメ
タルの形成が困難となって実用的でない。
昨／ζ、Ｃｒは目的とするフェライト系耐熱鋼に応じて
添力１目、トを決定することができ、その量、は０〜２
０原子係である。しかしこの範囲を超えるとオーステナ
イト相領域近傍となシ、フェライト系耐熱鋼として適当
でなくなるという事態が生ずる。
添力１目、トを決定することができ、その量、は０〜２
０原子係である。しかしこの範囲を超えるとオーステナ
イト相領域近傍となシ、フェライト系耐熱鋼として適当
でなくなるという事態が生ずる。
木シレ明のフィラーメタルは、常用の溶湯急冷法を適用
して製造される。すなわち、目的とするフ・ｆラーメタ
ルの組成の溶融物を調製し、その溶融物を高速回転する
急冷用ドラムの上に噴出せしめて４１ン造される。この
とき、冷却速度を少なくともｌい℃／ｓｅｃにすること
が好ましい。
して製造される。すなわち、目的とするフ・ｆラーメタ
ルの組成の溶融物を調製し、その溶融物を高速回転する
急冷用ドラムの上に噴出せしめて４１ン造される。この
とき、冷却速度を少なくともｌい℃／ｓｅｃにすること
が好ましい。
このようにして、連続した箔で延性に富んだフィラーメ
タルがイ４Ｉられる。本発明のフィラーメタルの調製時
、原料Ｆ’ｅに含まれる５ｔｙｉｓ融点を低下きぜるＢ
、Ｓｌ、Ｃ元素の組成領域が、本発明の範囲未満あるい
はそれを超える場合には延性に富む連続したフィラーメ
タルは得られない。また、微量の不純物が不可避的に含
まれてくるが、これら不純物は、本発明の効果に影響を
与えることはない。
タルがイ４Ｉられる。本発明のフィラーメタルの調製時
、原料Ｆ’ｅに含まれる５ｔｙｉｓ融点を低下きぜるＢ
、Ｓｌ、Ｃ元素の組成領域が、本発明の範囲未満あるい
はそれを超える場合には延性に富む連続したフィラーメ
タルは得られない。また、微量の不純物が不可避的に含
まれてくるが、これら不純物は、本発明の効果に影響を
与えることはない。
母材として１２ Ｃｒ −Ｉ Ｍｏ −Ｉ Ｗ −、、
ｖ＠を用意した。この鋼は、タービン羽根材として使用
され、使用に際しては調質熱処理が施されてマルテンザ
イト組織にされるもので、接合部に残留オーステナイト
相が存在すると使用時に変形をもたらすので、接合部は
均一なマルテンザイト組織であることが必要とされる材
料である。
ｖ＠を用意した。この鋼は、タービン羽根材として使用
され、使用に際しては調質熱処理が施されてマルテンザ
イト組織にされるもので、接合部に残留オーステナイト
相が存在すると使用時に変形をもたらすので、接合部は
均一なマルテンザイト組織であることが必要とされる材
料である。
まず、この材料を平行部６咽φのクリープ試験片に加工
し、これを中心部から切断して接合面を６００番エメリ
ー紙で研摩した後、トリクレンとアセトンで脱脂・洗浄
した。
し、これを中心部から切断して接合面を６００番エメリ
ー紙で研摩した後、トリクレンとアセトンで脱脂・洗浄
した。
つぎに、溶湯急冷法で、Ｂ：１１原子％、Ｓｔ ：８原
子％、Ｆｅ：残部の実施例フィラー（厚み３０ｐｙｙ＋
）及びＢ：４原子チ、Ｃｒ：１５原子チ、Ｎｉ：残部の
比１ｐ５ｚ例フィラー（厚み３８μｔｎ ）を調製した
。
子％、Ｆｅ：残部の実施例フィラー（厚み３０ｐｙｙ＋
）及びＢ：４原子チ、Ｃｒ：１５原子チ、Ｎｉ：残部の
比１ｐ５ｚ例フィラー（厚み３８μｔｎ ）を調製した
。
試験片の接合面に、実施例フィラー、比較例フィラーを
それぞれ挿入し、２×１Ｏ−５ＴＯｒｒの真空ボットノ
０レスの中にセットして１０ ｋｇｌｃｒ＆の圧力下で
１２００℃、８分間保持した。
それぞれ挿入し、２×１Ｏ−５ＴＯｒｒの真空ボットノ
０レスの中にセットして１０ ｋｇｌｃｒ＆の圧力下で
１２００℃、８分間保持した。
その後、アルゴン雰囲気中で１０５０℃、４８時間拡散
熱処理を施した後、木調の所定の熱処理である１０５０
℃、２時間を行なって油焼入れし、更に６２０℃で２時
間の処理後空冷した。
熱処理を施した後、木調の所定の熱処理である１０５０
℃、２時間を行なって油焼入れし、更に６２０℃で２時
間の処理後空冷した。
２絹の接合部につきその断面を光学顕微鏡で観察しく倍
率： １ＯＯ倍さ、その結果を第１図、第２図として示
した。第１図は実施例フィラーを用いた場合、第２図は
比較例フィラーを用いた場合である。
率： １ＯＯ倍さ、その結果を第１図、第２図として示
した。第１図は実施例フィラーを用いた場合、第２図は
比較例フィラーを用いた場合である。
実施例フィラーを用いた接合部は、その組織が母料と同
等であることがわかる。また、接合部をＸ１ｕ、マイク
ロアナライザーで元素分析したところ、Ｃｒ ｒ Ｍｏ
ｒ Ｗ ｔ Ｖの値は母材と同等であった。更に、ク
リープ破断試験を行なったところ、接合部ではなく母料
の部分で破断が生じ、また破断時間も母材と同等であっ
た。
等であることがわかる。また、接合部をＸ１ｕ、マイク
ロアナライザーで元素分析したところ、Ｃｒ ｒ Ｍｏ
ｒ Ｗ ｔ Ｖの値は母材と同等であった。更に、ク
リープ破断試験を行なったところ、接合部ではなく母料
の部分で破断が生じ、また破断時間も母材と同等であっ
た。
一力、比較例フィラーを用いた接合部は、母相とのなじ
みは良好でボイド、クラックは存在しなイカ、その組成
はＮ１に富んでいてマルテンザイト組織はほとんど生成
していないことがわかる。
みは良好でボイド、クラックは存在しなイカ、その組成
はＮ１に富んでいてマルテンザイト組織はほとんど生成
していないことがわかる。
以上の説明で明らかなように、本発明のフィラーメタル
（は、フェライト系耐熱鋼の液相拡散接合に適用し／こ
とき、その接合部を母材と同等にでき、しだがって継手
強度も同等にできる。しかも、箔状であるため、極めて
実用的でありその工業的価値は大である。
（は、フェライト系耐熱鋼の液相拡散接合に適用し／こ
とき、その接合部を母材と同等にでき、しだがって継手
強度も同等にできる。しかも、箔状であるため、極めて
実用的でありその工業的価値は大である。
第１図、第２図はいずれも実／ｆｆ＋−ｉ例による接合
部の断面光学顕微鏡写真であシ、第１図は本発明のフィ
ラーメタルを用いた場合、第２図は比較例フィラーを用
いた場合である。
部の断面光学顕微鏡写真であシ、第１図は本発明のフィ
ラーメタルを用いた場合、第２図は比較例フィラーを用
いた場合である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 ホウ素：５〜２２原子係、ケイ素二〇〜１２原子
係、炭素二〇〜２０原子チ、クロト：０〜２０原子係、
残部が鉄及び不可避不純物から成る組成であることを特
徴とするフェライト系耐熱鋼拡散」す・台用フィラーメ
タル。 ２ ホウ素とケイ素の合量が、１７〜２２原子チである
！Ｉ２？許請求の範囲第１項記載のフェライト系面１熱
鋼拡￥ｌｉ接合用フィラーメタル。 ３、 ホウ素とケイ素と炭素の合量が、１７〜２２１電
子チである特許請求の範囲第１項記載のフェライト糸耐
熱州拡散接合用フィラーメタル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16767382A JPS5956991A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | フエライト系耐熱鋼拡散接合用フイラ−メタル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16767382A JPS5956991A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | フエライト系耐熱鋼拡散接合用フイラ−メタル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956991A true JPS5956991A (ja) | 1984-04-02 |
Family
ID=15854093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16767382A Pending JPS5956991A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | フエライト系耐熱鋼拡散接合用フイラ−メタル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956991A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010000510A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Toyota Central R&D Labs Inc | 部材接合方法および接合材 |
| US8052809B2 (en) | 2007-06-15 | 2011-11-08 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Iron-based brazing foil and method for brazing |
| CN103128463A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-05 | 西南石油大学 | 一种耐磨耐蚀铁基非晶堆焊焊条及其制备方法 |
| US8894780B2 (en) | 2006-09-13 | 2014-11-25 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Nickel/iron-based braze and process for brazing |
-
1982
- 1982-09-28 JP JP16767382A patent/JPS5956991A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8894780B2 (en) | 2006-09-13 | 2014-11-25 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Nickel/iron-based braze and process for brazing |
| US8052809B2 (en) | 2007-06-15 | 2011-11-08 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Iron-based brazing foil and method for brazing |
| US8951368B2 (en) | 2007-06-15 | 2015-02-10 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Iron-based brazing foil and method for brazing |
| JP2010000510A (ja) * | 2008-06-18 | 2010-01-07 | Toyota Central R&D Labs Inc | 部材接合方法および接合材 |
| CN103128463A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-05 | 西南石油大学 | 一种耐磨耐蚀铁基非晶堆焊焊条及其制备方法 |
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