RU2092286C1 - Method of brazing of two-layer constructions - Google Patents
Method of brazing of two-layer constructions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092286C1 RU2092286C1 RU95117464A RU95117464A RU2092286C1 RU 2092286 C1 RU2092286 C1 RU 2092286C1 RU 95117464 A RU95117464 A RU 95117464A RU 95117464 A RU95117464 A RU 95117464A RU 2092286 C1 RU2092286 C1 RU 2092286C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- brazing
- minutes
- soldering
- heating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пайке, в частности к технологии контактно-реактивной пайки двухслойных изделий из разнородных материалов, содержащих мартенситно-стареющую сталь и работающих в условиях криогенных температур. The invention relates to soldering, in particular to the technology of contact reactive soldering of two-layer products from dissimilar materials containing maraging steel and operating at cryogenic temperatures.
Контактно-реактивная пайка изделий широко используется в различных отраслях машиностроения с получением прочных паяных соединений (см."Справочник по пайке", М. Машиностроение, 1975). В этой книге на стр. 52 указано на использование контактно-раективной пайки для соединения пайки для соединения сплавов меди со сталями с применением в качестве припоя серебряного покрытия. Получают соединения при 800oC в атмосфере инертного газа с относительно высокими характеристиками прочности и пластичности.Contact-reactive soldering of products is widely used in various branches of mechanical engineering with the production of durable soldered joints (see. "Soldering Guide", M. Mechanical Engineering, 1975). In this book, on page 52, the use of contact-soldering to connect brazing to connect copper alloys to steels using silver plating as solder is indicated. Compounds are prepared at 800 ° C. under an inert gas atmosphere with relatively high strength and ductility characteristics.
Однако при пайке двухслойных изделий, содержащих мартенситно-стареющую сталь, не удается получить достаточно прочного и пластичного соединения ввиду наличия в нем напряжений, возникающих при охлаждении изделий после пайки. However, when brazing two-layer products containing maraging steel, it is not possible to obtain a sufficiently strong and ductile connection due to the presence of stresses arising during cooling of products after brazing.
Проблема пайки двухслойных изделий из разнородных материалов, содержащих мартенситно-стареющую сталь с достаточно прочным и плотным швом, решена в технологическом процессе, описанном в [1] Согласно этой технологии проводили контактно-реактивную пайку двухслойного узла с внутренней стенкой из бронзы БрХ08 и наружной стенкой из мартенситно-стареющей стали серебряным припоем при 970±10oC. Предварительно полость между стенками вакуумировали, а снаружи узла (в печи) создавали давление потоком инертного газа-аргона. При охлаждении после пайки осуществляли изотермическую выдержку при 750-800oC в течение 10-30 мин. При этой термообработке происходило снятие напряжений в паяном соединении. Далее осуществляли охлаждение до комнатной температуры.The problem of soldering two-layer products from dissimilar materials containing maraging steel with a sufficiently strong and dense seam was solved in the technological process described in [1]. According to this technology, contact-reactive soldering of a two-layer assembly with an inner wall made of BrX08 bronze and an outer wall made of maraging steel with silver solder at 970 ± 10 o C. Previously, the cavity between the walls was evacuated, and pressure was generated outside the assembly (in the furnace) by a stream of inert argon gas. When cooling after soldering, isothermal exposure was carried out at 750-800 o C for 10-30 minutes During this heat treatment, stress relieving in the soldered joint took place. Next, cooling was carried out to room temperature.
Однако при использовании этого способа не удалось получить стабильную структуру паяного соединения и основного металла стали. После охлаждения до комнатной температуры в структуре содержится около 20% аустенита. Такая структура не стабильна, поскольку в ней продолжают протекать процессы превращения аустенита в мартенсит. Это приводит к искажению кристаллической решетки, а значит и к нарушению структуры паяного соединения и основного металла, влекущее за собой изменение их механических свойств. Особенно это проявляется при работе конструкции в условиях криогенных температур. Таким образом, наличие нестабильности структуры материала, из которого изготовлено паяное изделие, может заметно снизить его работоспособность при эксплуатации. However, when using this method, it was not possible to obtain a stable structure of the brazed joint and the base metal of steel. After cooling to room temperature, the structure contains about 20% austenite. Such a structure is not stable, since the processes of transformation of austenite into martensite continue to proceed in it. This leads to a distortion of the crystal lattice, and therefore to a violation of the structure of the soldered joint and the base metal, entailing a change in their mechanical properties. This is especially evident when the structure is operating under cryogenic temperatures. Thus, the instability of the structure of the material from which the soldered product is made can significantly reduce its performance during operation.
Задача изобретения создание режима пайки двухслойных изделий, содержащих мартенситно стареюшую сталь, приводящего к получению стабильной структуры паяного соединения и основного металла. The objective of the invention is the creation of a brazing regime for two-layer products containing martensitically aging steel, leading to a stable structure of the brazed joint and the base metal.
Задача решена за счет того, что охлажденные паяные изделия до температуры минус 65-70oC с последующим нагревом до 250±10oC и выдержкой 20-30 мин при ней. При пайке изделий с ограниченным (жестким) контактом паяемых поверхностей, например, сопл нагрев до температуры пайки осуществляется с изотермической выдержкой при 700 750oC в течение 10-30 мин.The problem is solved due to the fact that the cooled soldered products to a temperature of minus 65-70 o C, followed by heating to 250 ± 10 o C and holding for 20-30 minutes with it. When soldering products with limited (hard) contact of soldered surfaces, for example, nozzles, heating to the soldering temperature is carried out with isothermal exposure at 700 750 o C for 10-30 minutes
Технический результат повышение однородности структуры паяного соединения и основного металла, обеспечивающее повышение механических свойств, а значит и работоспособности изделий при эксплуатации. The technical result is an increase in the uniformity of the structure of the soldered joint and the base metal, which provides an increase in the mechanical properties, and hence the performance of the products during operation.
Предложенный способ осуществляется следующим образом. The proposed method is as follows.
Проводили контактно-реактивную пайку биметаллических двухслойных конструкций с наружной стенкой из мартенситно стареющей стали и внутренней стенкой из бронзы БрХ08. Припой, содержащий медь и серебро, наносили на паяемые поверхности конструкции в виде гальванического покрытия. Собранное изделие помещали в индукционную вакуумною печь. Из печи и из пространства между наружной и внутренней стенками конструкции откачивали воздух до получения вакуума 1•10-2мм Hg а затем в рабочую зону печи подавали инертный газ аргон под давлением. Нагрев печи осуществляли до температуры пайки 970±10oC. Выдержка при ней составляла 30 40 мин в зависимости от толщины стенок изделия. В случае пайки изделий с ограниченным (жестким) контактом паяемых поверхностей, например, сопл проводили изотермическую выдержку при нагреве при 700 750oC в течение 10 30 мин. Эта выдержка необходима для выборки зазора в местах, где между паяемыми поверхностями возможно их недостаточное прилегание. По окончании процесса пайки изделия охлаждали до 750 800oC и выдерживали при ней 10 30 мин для снятия напряжений в структуре паяного соединения и основного металла. Далее изделия охлаждали в атмосфере инертного газа до комнатной температуры и вынимали из печи.Contact-reactive soldering of bimetallic two-layer structures was carried out with an outer wall made of maraging steel and an inner wall made of BrX08 bronze. Solder containing copper and silver was applied to the brazed surfaces of the structure in the form of an electroplated coating. The assembled product was placed in an induction vacuum oven. Air was pumped out of the furnace and from the space between the outer and inner walls of the structure until a vacuum of 1 • 10 -2 mm Hg was obtained, and then inert argon gas was supplied to the furnace working zone under pressure. The furnace was heated to a soldering temperature of 970 ± 10 o C. The exposure time was 30-40 min depending on the thickness of the product walls. In the case of soldering products with limited (hard) contact of the brazed surfaces, for example, nozzles, isothermal exposure was carried out when heated at 700 750 o C for 10 30 minutes This exposure is necessary for sampling the gap in places where between the soldered surfaces may be their insufficient fit. At the end of the soldering process, the product was cooled to 750 800 o C and kept at it for 10 30 minutes to relieve stresses in the structure of the soldered joint and the base metal. Next, the product was cooled in an atmosphere of inert gas to room temperature and removed from the oven.
Охлажденные изделия до комнатной температуры помещали в установку - термостат, где они охлаждались до минус 65 70oC. После выдержки 2 4 ч их вынимали из термостата и помещали печь, где нагревали на воздухе до 250±10oC и выдерживали при ней в течение 20 30 мин. Далее изделия охлаждали до комнатной температуры.Cooled products to room temperature were placed in a thermostat installation, where they were cooled to minus 65 70 o C. After holding for 2 4 h, they were removed from the thermostat and placed in a furnace where they were heated in air to 250 ± 10 o C and kept there for 20 30 minutes Next, the product was cooled to room temperature.
В процессе охлаждения изделий до минус 65 70oC происходит стабилизация структуры материалов паяного соединения и основного металла. Оставшийся в ней (около 7%) аустенит равномерно распределяется в основной фазе структуры мартенсите. Далее аустенит уже не подвергается превращению. При изотермической выдержке при 250±10oC происходит снятие напряжений в изделии.In the process of cooling products to minus 65 70 o C there is a stabilization of the structure of the materials of the soldered joint and the base metal. The austenite remaining in it (about 7%) is evenly distributed in the main phase of the martensite structure. Further, austenite is no longer subjected to transformation. When isothermal exposure at 250 ± 10 o C there is a release of stress in the product.
Степень однородности структуры паяного соединения и основного металла контролировали методом металлографического анализа. Механические свойства определяли с помощью образцов на прочность и пластичность, а работоспособность по времени испытаний изделий при 196 250oC.The degree of uniformity of the structure of the soldered joint and the base metal was controlled by the method of metallographic analysis. The mechanical properties were determined using samples for strength and ductility, and performance on time testing of products at 196 250 o C.
Пример 1. Паяли двухслойный цилиндр, наружная стенка которого выполнена из мартенситно стареющей стали ВНС 25, а внутренняя из бронзы БрХ08. На паяемые поверхности деталей конструкции гальваническим методом наносили припой, содержащий серебро в виде покрытия толщиной 5 10 мкм. Собранную конструкцию помещали в печь и создавали в ней и в пространстве между стенками вакуум 1•10-2 мм Hg. Затем в рабочую зону печи подавали аргон под давлением на проток. Пайку осуществляли при 980oC в течение 30 мин с последующим охлаждением до 750oC в течение 30 мин. Охлажденный цилиндр до комнатной температуры подвергали охлаждению до 65oC и выдерживали при ней в течение 4 ч. Далее изделие нагревали до 260oC и выдерживали 20 мин.Example 1. A two-layer cylinder was soldered, the outer wall of which is made of martensitically aging steel VNS 25, and the inner one of bronze BrX08. A solder containing silver in the form of a coating with a thickness of 5-10 microns was deposited on the brazed surfaces of the structural parts by the galvanic method. The assembled structure was placed in a furnace and a vacuum of 1 • 10 -2 mm Hg was created in it and in the space between the walls. Then, argon was fed into the working zone of the furnace under pressure on the duct. Soldering was carried out at 980 ° C for 30 minutes, followed by cooling to 750 ° C for 30 minutes. A cooled cylinder to room temperature was cooled to 65 ° C and held there for 4 hours. The product was then heated to 260 ° C and held for 20 minutes.
Металлографический выявил наличие однородной структуры паяного соединения и основного металла: небольшое количество аустенита равномерно распределено в мартенситной фазе. Прочность паяного соединения конструкции достигла прочности бронзы и составила 20 25 кгс/мм2, а прочность наружной стенки из стали ВНС-25 более 95 кгс/мм2. Работоспособность изделия в интервале температур от -196 до +250oC составила 120с за один цикл.Metallographic revealed the presence of a homogeneous structure of the brazed joint and the base metal: a small amount of austenite is evenly distributed in the martensitic phase. The strength of the solder joint of the structure reached the strength of bronze and amounted to 20 25 kgf / mm 2 , and the strength of the outer wall of steel VNS-25 more than 95 kgf / mm 2 . The performance of the product in the temperature range from -196 to +250 o C was 120 s per cycle.
Пример 2. Паяли двухслойное сопло, выполненное из текже материалов, что и в примере 1. Толщина покрытия припоя, содержащего серебро, на паяемой поверхности составляла 8oC10 мкм. Собранную конструкцию нагревали в печи до 700 750oC при ней в течение 20±10 мин. Далее осуществляли пайку при 960oC в течение 40 мин, охлаждение до 800oC с выдержкой при ней в течение 10 мин. Обработку холодом проводили при -70oC и выдерживали при ней в течение 2 ч. Последующий нагрев осуществляли до 240oC с выдержкой в течение 30 мин.Example 2. Soldered two-layer nozzle made of the same materials as in example 1. The coating thickness of the solder containing silver on the brazed surface was 8 o C10 μm. The assembled structure was heated in an oven to 700,750 ° C with it for 20 ± 10 min. Then, soldering was carried out at 960 ° C for 40 minutes, cooling to 800 ° C with holding for 10 minutes. The cold treatment was carried out at -70 ° C and held there for 2 hours. Subsequent heating was carried out at 240 ° C with holding for 30 minutes.
Металлографический анализ так же, как и в примере 1, выявил наличие однородной структуры в паяном соединении и в основном металле. Характеристики прочности и работоспособности такие же, как в примере 1.9 Metallographic analysis, as in example 1, revealed the presence of a homogeneous structure in the brazed joint and in the base metal. The strength and performance characteristics are the same as in example 1.9
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117464A RU2092286C1 (en) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Method of brazing of two-layer constructions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117464A RU2092286C1 (en) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Method of brazing of two-layer constructions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95117464A RU95117464A (en) | 1997-07-27 |
| RU2092286C1 true RU2092286C1 (en) | 1997-10-10 |
Family
ID=20172837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95117464A RU2092286C1 (en) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Method of brazing of two-layer constructions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2092286C1 (en) |
-
1995
- 1995-10-12 RU RU95117464A patent/RU2092286C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU, авторское свидетельство, 1830318, кл. B 23 K 1/00, 1993. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1584398B1 (en) | Two tier brazing process for joining copper tubes to a fitting | |
| US5573532A (en) | Cryogenic surgical instrument and method of manufacturing the same | |
| KR930002866B1 (en) | Method of manufacturing high pressure fluid supply pipe | |
| CN1238150C (en) | Active compound gradient separation diffusion welding method for titanium aluminium base alloy and steel | |
| JP2000226273A (en) | Production of heat-resistant composite structure member | |
| EP0398134A1 (en) | Procedure for joining workpieces by interfacial diffusion | |
| JPH04214879A (en) | Protective layer of metal substrate and its manufacture | |
| US6376091B1 (en) | Article including a composite of unstabilized zirconium oxide particles in a metallic matrix, and its preparation | |
| RU2202456C1 (en) | Method for applying wear resistant coating on surfaces of steel parts | |
| DE19734211C2 (en) | Process for soldering two ceramics or a ceramic to a metal | |
| CN108453332B (en) | Brazing process for vacuum brazing TiAl-based alloy by using amorphous Ti-Zr-Cu-Ni brazing filler metal | |
| RU2092286C1 (en) | Method of brazing of two-layer constructions | |
| KR100787928B1 (en) | Method of joining of ti and dissimilar metal using ag diffusion control layer | |
| JPS60166165A (en) | Joining method of metal and ceramics | |
| JPH05214518A (en) | Method for straightening joined body of sputtering target and backing plate and sputtering target material | |
| JPH10193087A (en) | Manufacture of titanium-aluminum-made turbine rotor | |
| CN114833410B (en) | Method for reducing residual stress of heterogeneous brazed joint | |
| JP3001363B2 (en) | Method of forming metal spray coating | |
| JP4036925B2 (en) | Method of fleshing a superalloy member based on nickel or cobalt | |
| RU2104838C1 (en) | Method of brazing of two layer articles | |
| RU2062183C1 (en) | Method of pieces soldering | |
| RU2184017C1 (en) | Diffusion welding method | |
| JP2022514915A (en) | Gradient steel material with high plastic surface layer and high strength inner layer and its manufacturing method | |
| JPH10118764A (en) | Method for joining tial turbine impeller with rotor shaft | |
| JP3737989B2 (en) | Method of joining members by pulse energization |