RU2115528C1 - Припой на никелевой основе - Google Patents
Припой на никелевой основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115528C1 RU2115528C1 RU96106942A RU96106942A RU2115528C1 RU 2115528 C1 RU2115528 C1 RU 2115528C1 RU 96106942 A RU96106942 A RU 96106942A RU 96106942 A RU96106942 A RU 96106942A RU 2115528 C1 RU2115528 C1 RU 2115528C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solder
- aluminum
- nickel
- content
- iron
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к припоям на никелевой основе и может найти применение при изготовлении паяных деталей и узлов авиационных и корабельных турбин, тонкостенных радиаторов и в других случаях при пайке изделий, работающих в условиях высоких температур. Задачей изобретения является получение припоя с пониженной эрозионной способностью, образующего паяные соединения с повышенными жаростойкостью и рабочей температурой. Припой содержит следующие компоненты в мас.%: хром 19,2 - 40,0; кремний 3,0 - 7,5; алюминий 1,1 - 5,0; кобальт 0,5 - 6,0; железо 8,0 - 28,0; молибден 1,0 - 7,9; ниобий 0,5 - 7,5; титан 0,5 - 7,4; никель - остальное. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение при изготовлении паяных деталей и узлов авиационных и корабельных турбин, тонкостенных радиаторов, металлических блоков- носителей катализатора в системах нейтрализации выхлопных газов и в других случаях при пайке изделий, работающих в условиях высоких температур.
Анализ технической и патентной литературы показывает, что для пайки жаростойких сплавов находят широкое применение припои на никелевой основе.
Известен припой на никелевой основе, содержащий следующие компоненты в мас. %: хром 18 - 22; кремний 6 - 11; кобальт до 2; железо 19 - 22; молибден 8 - 11; никель остальное (патент США, 3542543 (GENERAL ELECTRIC CO), 1970, B 23 K 35/30). К недостаткам данного припоя можно отнести то, что он не обеспечивает требуемой капиллярности и смачивающей способности (по отношению к паяемому материалу), что особенно необходимо при пайке тонкостенных паяных конструкций. Кроме того, отсутствие в припое алюминия и титана не обеспечивает жаростойкости паяных соединений тонких лент из сплавов системы железо-хром-алюминий, в частности металлоблоков - носителей катализатора на уровне жаростойкости паяемого материала.
Наиболее близким жаростойким из известных припоев на никелевой основе является припой G981 (Хряпин В.Е., Справочник паяльщика. - М.: Машиностроение, 1981, с. 67, табл. 139), содержащий 19% хрома и 10% кремния и применяющийся для пайки многих жаростойких, жаропрочных и нержавеющих сталей, который является наиболее близким аналогом припоя согласно изобретению.
Данный припой имеет недостатки, проявляющиеся, в частности, при пайке изделий из жаростойких сплавов на железо-хромовой основе, в том числе содержащих алюминий:
1) повышенная эрозионная способность по отношению к паяемому материалу, что вызывает большие трудности при пайке тонкостенных конструкций из-за сквозного проплавления стенок;
2) температура плавления сплава, заполняющего зазоры и представляющего собой припой с частично растворенным в нем основным материалом, составляет ~ 1050oC. При пайке тонкостенных деталей, когда размеры соединительных галтелей соизмеримы с толщиной основного материала, а иногда и превосходят ее, диффузионное взаимодействие припоя с основным материалом не может привести к повышению температуры плавления припоя в галтелях. Поэтому температура изделий при эксплуатации не может быть выше 1000oC, и применение данного припоя, например, при пайке сотовых конструкций из лент сплавов железо - хром - алюминий, используемых в качестве подложек катализатора в конверторах выхлопных газов автомобилей, будет затруднительно, поскольку в настоящее время наблюдается тенденция повышения температуры выхлопных газов до 1000oC и выше;
3) пониженная жаростойкость паяных соединений тонкостенных деталей из сплавов Fe-Cr-Al вследствие диффузионного перехода алюминия из паяемого металла в зону, занимаемую припоем, что отрицательно скажется на ресурсе работы, например, сотового металлоблока каталитического нейтрализатора выхлопных газов.
1) повышенная эрозионная способность по отношению к паяемому материалу, что вызывает большие трудности при пайке тонкостенных конструкций из-за сквозного проплавления стенок;
2) температура плавления сплава, заполняющего зазоры и представляющего собой припой с частично растворенным в нем основным материалом, составляет ~ 1050oC. При пайке тонкостенных деталей, когда размеры соединительных галтелей соизмеримы с толщиной основного материала, а иногда и превосходят ее, диффузионное взаимодействие припоя с основным материалом не может привести к повышению температуры плавления припоя в галтелях. Поэтому температура изделий при эксплуатации не может быть выше 1000oC, и применение данного припоя, например, при пайке сотовых конструкций из лент сплавов железо - хром - алюминий, используемых в качестве подложек катализатора в конверторах выхлопных газов автомобилей, будет затруднительно, поскольку в настоящее время наблюдается тенденция повышения температуры выхлопных газов до 1000oC и выше;
3) пониженная жаростойкость паяных соединений тонкостенных деталей из сплавов Fe-Cr-Al вследствие диффузионного перехода алюминия из паяемого металла в зону, занимаемую припоем, что отрицательно скажется на ресурсе работы, например, сотового металлоблока каталитического нейтрализатора выхлопных газов.
Целью изобретения является создание припоя на основе никеля с пониженной эрозионной способностью, образующего паяные соединения с повышенными жаростойкостью и рабочей температурой.
Поставленная цель достигается благодаря тому, что в состав известного припоя, содержащего никель (основа), 19% хрома и 10% кремния, дополнительно вводят железо, алюминий, ниобий, молибден, кобальт и титан при следующем соотношении компонентов (мас.%): хром 19,2 - 40; железо 8 - 28; кремний 3 -7,5; алюминий 1,1 - 5,0; молибден 1,0 - 7,9; ниобий 0,5 - 7,5; кобальт 0,5 - 6,0; титан 0,5 - 7,4. При этом суммарное содержание неизбежных примесей, таких как кислород, азот, углерод, сера, марганец, или содержание каждого из указанных компонентов не должно превышать 1 мас.%.
В припое хром необходим для обеспечения жаростойкости паяных соединений на уровне основного металла. При содержании хрома менее 19% понижается жаростойкость припоя и паяного соединения, а при увеличении содержания более 40% ухудшается растекаемость припоя и повышается температура пайки, что может в некоторых случаях привести к рекристаллизации паяемого материала и, вследствие этого, уменьшению его коррозионной стойкости и прочности.
При увеличенном содержании хрома, молибдена и титана необходимо уменьшение содержания кремния (по сравнению с прототипом). При содержании кремния менее 3% ухудшается растекаемость припоя, при содержании выше 8% увеличивается эрозия припоем основного материала.
Железо вводится в припой главным образом для уменьшения растворения основного материала и повышения прочности и пластичности паяных соединений. Молибден также понижает эрозионную способность и к тому же повышает растекаемость припоя и жаростойкость паяных соединений. При содержании железа и молибдена соответственно 8 и 1 мас.%. припой растворяет основной материал при прочих равных условиях в 3 раза меньше, чем прототип, что и взято за критерий уменьшения эрозионной способности припоя.
Увеличение содержания железа более 28 мас.% ухудшает смачиваемость припоем поверхности паяемого материала и растекаемость припоя. При содержании молибдена более 7,9% температура ликвидуса сплава припоя становится ниже 1100oC, что понижает рабочую температуру паяных соединений.
Алюминий в припое повышает жаростойкость паяных соединений, что особенно важно при пайке тонкостенных деталей, тонких лент из сплавов системы Fe-Crl-Al. Жаростойкость этих сплавов помимо хрома определяется также содержанием алюминия, благодаря формированию защитной пленки из окиси алюминия. Таким образом, наличие в припое хрома и алюминия в оптимальном диапазоне концентраций обеспечивает жаростойкость припоя и паяных соединений на уровне основного материала.
При содержании в припое алюминия менее 1% окисная пленка на поверхности паяного соединения не будет обладать такими же защитными свойствами, как на паяемом сплаве. К тому же произойдет понижение жаростойкости прилегающих к паяному шву участков лент вследствие уменьшения в них содержания алюминия из-за его частичного перехода в зону паяного соединения.
Увеличение содержания алюминия более 5% вызывает повышение температуры плавления припоя и ухудшение его технологических свойств (смачивание, растекаемость).
Кобальт способствует смачиванию жаростойких сплавов, содержащих алюминий, а также уменьшению температурного интервала плавления припоя и способности растворять основной материал. При содержании кобальта 0,5% обеспечивается удовлетворительное смачивание фехралей, содержащих ≤ 1% алюминия. Для сплавов, легированных алюминием до 5%, необходимо ввести в припой примерно 6% кобальта.
Ниобий необходим для повышения жаропрочности припоя благодаря связыванию углерода в карбиды и кремния - в силициды (при этом уменьшается объем хрупких силицидов). При содержании ниобия менее 0,5% эффект повышения прочности паяных соединений при повышенных температурах незначителен. Увеличение содержания ниобия более 7,5% ухудшает смачивающую способность и капиллярность припоя.
Титан вводится в припой для обеспечения требуемой температуры пайки и повышения жаростойкости паяных соединений. При содержании титана менее 0,4% повышается температура ликвидуса, а при содержании более 7,5% - понижается температура солидуса.
Пример конкретного выполнения вариантов припоя.
Было выплавлено 4 состава припоя, включая прототип. Плавку проводили в тигле объемом 7 см3 в потоке аргона. Испытания на жаростойкость проводились на образцах, вырезанных из слитков припоев, по ГОСТ 21910-76.
Эрозионную способность припоев оценивали при взаимодействии со сплавом Х23Ю5. Испытания на растворение припоем основного материала проводились по ГОСТ 21549-76 "Глубина общей химической эрозии при пайке".
Температурный интервал плавления припоев определяли методом дифференциального термического анализа (на установке ДТА-7).
Результаты сравнительных испытаний припоев приведены в таблице.
Как следует из приведенных результатов, предлагаемый припой отличается от прототипа следующими улучшенными характеристиками:
растворение основного материала уменьшилось ≈ в 10 раз;
жаростойкость повысилась ≈ в 3 раза;
рабочая температура паяных соединений может быть повышена на 50oC.
растворение основного материала уменьшилось ≈ в 10 раз;
жаростойкость повысилась ≈ в 3 раза;
рабочая температура паяных соединений может быть повышена на 50oC.
Claims (1)
- Припой на никелевой основе, содержащий хром, кремний, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий, кобальт, железо, молибден, ниобий, титан при следующем соотношении компонентов, %:
Хром - 19,2 - 40,0
Кремний - 3,0 - 7,5
Алюминий - 1,1 - 5,0
Кобальт - 0,5 - 6,0
Железо - 8,0 - 28,0
Молибден - 1,0 - 7,9
Ниобий - 0,5 - 7,5
Титан - 0,5 - 7,4
Никель - Остальноер
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106942A RU2115528C1 (ru) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Припой на никелевой основе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106942A RU2115528C1 (ru) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Припой на никелевой основе |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2115528C1 true RU2115528C1 (ru) | 1998-07-20 |
RU96106942A RU96106942A (ru) | 1998-07-20 |
Family
ID=20179146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96106942A RU2115528C1 (ru) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Припой на никелевой основе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2115528C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101306494B (zh) * | 2008-05-30 | 2010-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种镍基高温合金钎料 |
-
1996
- 1996-04-11 RU RU96106942A patent/RU2115528C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Хряпин В.Е. Справочник паяльщика. - М., 1981, с.67, табл.139. US, 3542543 (GENERAL ELECTRIC CO), 1970, B 23 K 35/30. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101306494B (zh) * | 2008-05-30 | 2010-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种镍基高温合金钎料 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3354922B2 (ja) | Ni基耐熱ろう材 | |
US20180200844A1 (en) | Nickel-based brazing foil, method for producing a brazing foil, object with a brazing seam and brazing method | |
JPH09225679A (ja) | ぬれ性・耐食性に優れたNi基耐熱ろう材 | |
RU2550471C2 (ru) | Твердый припой на железохромовой основе | |
JPH01107996A (ja) | ニツケルをベースとするろう | |
JPWO2012035829A1 (ja) | ろう接用ニッケル基塩酸耐食合金 | |
WO2013077113A1 (ja) | 濡れ広がり性と耐食性に優れたNi-Cr系ろう材 | |
US4543135A (en) | Nickel high-chromium base brazing filler metal for high temperature applications | |
US4135656A (en) | Nickel base brazing alloy | |
JPS59143055A (ja) | ろう付け合金 | |
JP3329261B2 (ja) | 高温高強度鋼用溶接材料および溶接継手 | |
US20070158398A1 (en) | Process of brazing superalloy components | |
JPS6344814B2 (ru) | ||
RU2115528C1 (ru) | Припой на никелевой основе | |
US3070875A (en) | Novel brazing alloy and structures produced therewith | |
JPH034617B2 (ru) | ||
US4713217A (en) | Nickel base brazing alloy and method | |
Hartmann et al. | Nickel-chromium-based amorphous brazing foils for continuous furnace brazing of stainless steel | |
CN114769932A (zh) | 一种镍基合金药芯焊丝及其制备方法 | |
JP2007508149A (ja) | 金属部材を鑞接する方法 | |
US3046650A (en) | Braze bonding of columbium | |
JPH04350148A (ja) | 耐久性に優れたFe−Cr−Al合金およびそれを用いた触媒担体 | |
JPH07100688A (ja) | 高強度Cr−Mo鋼用TIG溶接ワイヤ | |
US3085320A (en) | Ternary brazing alloy | |
JP2660708B2 (ja) | ステンレス鋼ガスシールドアーク溶接用ワイヤ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070412 |