UA119396C2 - SOLDER FOR SOLDERING OF DIFFERENT MOLYBDENE-STAINLESS STEEL JOINTS - Google Patents
SOLDER FOR SOLDERING OF DIFFERENT MOLYBDENE-STAINLESS STEEL JOINTS Download PDFInfo
- Publication number
- UA119396C2 UA119396C2 UAA201711119A UAA201711119A UA119396C2 UA 119396 C2 UA119396 C2 UA 119396C2 UA A201711119 A UAA201711119 A UA A201711119A UA A201711119 A UAA201711119 A UA A201711119A UA 119396 C2 UA119396 C2 UA 119396C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- solder
- soldering
- stainless steel
- joints
- molybdenum
- Prior art date
Links
- 238000005476 soldering Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 11
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
Винахід належить до металургії і стосується хімічного складу припою, придатного для паяння з'єднань молібден-нержавіюча сталь. Припій складається з мас. %: марганцю 9-11, нікелю 9-11, мідь - решта. Склад припою забезпечує необхідну температуру паяння та високі механічні властивості паяним з'єднанням.The invention relates to metallurgy and relates to the chemical composition of a solder suitable for soldering molybdenum-stainless steel joints. The solder consists of wt. %: manganese 9-11, nickel 9-11, copper - the rest. The composition of the solder provides the required soldering temperature and high mechanical properties of the soldered joint.
Description
Винахід належить до металургії і стосується припою для паяння різнорідних з'єднань молібден-нержавіюча сталь, зокрема до складу припою, що використовується для паяння різнорідних з'єднань нержавіюча сталь-молібден при виготовленні окремих конструкцій і паяних вузлів в енергетичній, атомній промисловості.The invention belongs to metallurgy and relates to solder for soldering dissimilar molybdenum-stainless steel joints, in particular to the composition of the solder used for soldering dissimilar stainless steel-molybdenum joints in the manufacture of individual structures and soldered assemblies in the power, nuclear industry.
Для паяння різнорідних з'єднань застосовують припої, що вміщують такі елементи, як бор, кремній, германій.Solders containing such elements as boron, silicon, germanium are used for soldering dissimilar joints.
Відомий припій на основі заліза, що містить (у ваг. 95):(0,5-4,0)8; (0,5-5,0)С, (10-30)Мо, (2-20)Known solder based on iron, containing (in wt. 95): (0.5-4.0)8; (0.5-5.0) C, (10-30) Mo, (2-20)
Се, решта - Ге (Патент США 05 3778254 А, В2ЗК 35/30, С22С 38/12, 11.12.1973).Se, the rest - Ge (US Patent 05 3778254 A, В2ЗК 35/30, С22С 38/12, 11.12.1973).
Недоліками цього припою є: підвищена температура паяння на рівні 1150 "С, що шкідливо відбивається на структурі та властивостях нержавіючої сталі; наявність в складі припою бору та германію, що утворюють з залізом, ніселем та молібденом крихкі евтектики, що погіршує властивості паяних з'єднань; низька міцність з'єднань на зріз на рівні 30 рвзі (0,2 МПа)The disadvantages of this solder are: increased soldering temperature at 1150 "C, which has a harmful effect on the structure and properties of stainless steel; the presence of boron and germanium in the solder, which form brittle eutectics with iron, nickel and molybdenum, which worsens the properties of soldered joints ; low shear strength of joints at the level of 30 rvzi (0.2 MPa)
Також відомий припій (у вигляді дроту) на основі паладію |Патент КНР СМ 101920367 А,Solder (in the form of a wire) based on palladium is also known | Patent of the People's Republic of China CM 101920367 A,
В2ЗК 1/20, В2ЗК 1/008, 22.10.2010)Ї, що застосовується для з'єднання молібденових труб з нержавіючими трубними дошками шляхом електронно-променевого зварювання.В2ЗК 1/20, В2ЗК 1/008, 22.10.2010), which is used for connecting molybdenum pipes with stainless pipe boards by electron beam welding.
Недоліками цього припою є: висока вартість припою на основі дорогоцінного металу паладію; необхідність використання дорогого устаткування для виконання електронно- променевого зварювання; суттєві обмеження на конструктивний тип з'єднань, що можуть бути виконані за допомогою даного способу нагріву.The disadvantages of this solder are: the high cost of solder based on the precious palladium metal; the need to use expensive equipment to perform electron beam welding; significant restrictions on the structural type of connections that can be made using this heating method.
Як найближчий аналог вибрано відомий припій на мідній основі складу (у ваг. Ус): 10 Фо МІ, 1095 Мп, 2-3 95 Ст, 1-2 95 Ее, 0,595 5і, решта - Си ("Справочник по пайке". Под ред. И.Е.As the closest analogue, a well-known copper-based solder with a composition (in wt. Us) was chosen: 10 Fo MI, 1095 Mp, 2-3 95 St, 1-2 95 Ee, 0.595 5i, the rest - Sy ("Handbook of soldering". ed. I.E.
Петрунина. - М.: Машиностроение, 2003, С. 284) При паянні зі сталлю 12Х18Н9Т межа міцності паяного з'єднання становить 220...230 МПа.Petrunina - M.: Mashinostroenie, 2003, p. 284) When brazing with 12X18N9T steel, the strength limit of the brazed joint is 220...230 MPa.
Недоліками цього припою є: висока температура ліквідусу, що перевищує температуру рекристалізації молібдену (до 1100 С); наявність у складі кремнію може призводити до виникнення прошарку силіцидів, які погіршують механічні властивості паяного з'єднання.The disadvantages of this solder are: high temperature of the liquidus, which exceeds the recrystallization temperature of molybdenum (up to 1100 C); the presence of silicon in the composition can lead to the appearance of a layer of silicides, which deteriorate the mechanical properties of the solder joint.
Задачею винаходу, який заявляється, є створення припою зі структурою твердого розчину, що забезпечує достатній рівень механічних характеристик паяних з'єднань та не містить в своєму складі бору, кремнію та германію та дорогоцінних металів зі збереженням температуриThe object of the claimed invention is to create a solder with a solid solution structure that provides a sufficient level of mechanical characteristics of soldered joints and does not contain boron, silicon and germanium and precious metals while maintaining temperature
Зо паяння нижчої за температуру рекристалізації молібдену (до 1100 "С).From soldering below the recrystallization temperature of molybdenum (up to 1100 "C).
Поставлена задача вирішується за рахунок того, що припій для паяння різнорідних з'єднань молібден-нержавіюча сталь, що складається з міді, нікелю, марганцю, який має структуру твердого розчину та необхідну температуру паяння при співвідношенні Ми/Мі-1/1, при наступному співвідношенні компонентів (ваг. 95): марганець 9-11 нікель 9-11 мідь решта.The task is solved due to the fact that the solder for soldering heterogeneous joints is molybdenum-stainless steel, consisting of copper, nickel, manganese, which has a solid solution structure and the required soldering temperature at the ratio Mi/Mi-1/1, at the following ratio of components (wt. 95): manganese 9-11 nickel 9-11 copper the rest.
Вміст марганцю у вказаних межах легування забезпечує, з одного боку, необхідний температурний інтервал плавлення припою, а з другого - покращує змочування поверхонь, та підвищує механічні властивості припою.The content of manganese within the specified limits of alloying provides, on the one hand, the necessary temperature interval for the melting of the solder, and on the other hand, it improves the wetting of the surfaces and increases the mechanical properties of the solder.
Вміст нікелю у вказаних межах легування забезпечує, з одного боку, необхідний температурний інтервал плавлення припою, а з другого - покращує корозійні властивості припою, зменшує ерозію нержавіючої сталі та підвищує механічні властивості припою.The content of nickel within the specified limits of alloying provides, on the one hand, the necessary temperature range of melting of the solder, and on the other hand, it improves the corrosion properties of the solder, reduces the erosion of stainless steel and increases the mechanical properties of the solder.
Вміст нікелю та марганцю в співвідношенні 1/1 вибрано з метою забезпечення необхідного інтервалу плавлення припою.The content of nickel and manganese in the ratio of 1/1 was chosen in order to ensure the required melting interval of the solder.
Приклад.Example.
Вибрані експериментальні склади припоїв виплавляли дуговим способом на холодній підкладці в атмосфері аргону. Для кожного із сплавів визначали інтервал плавлення на установці для високотемпературного диференціального термічного аналізу ВДТА-8М.Selected experimental compositions of solders were melted by an arc method on a cold substrate in an argon atmosphere. For each of the alloys, the melting interval was determined on the VDTA-8M high-temperature differential thermal analysis unit.
Інтервали плавлення експериментальних сплавів, які отримані за допомогою диференційно- термічного аналізу наведено в табл. 1.The melting intervals of the experimental alloys obtained by differential thermal analysis are given in table. 1.
Встановлено, що дослідний сплав Мо 1 зі співвідношенням 5Мі, 5Ми, Си - решта не відповідає вимогам з паяння з'єднань нержавіючої сталі і молібденом через високу температуру ліквідусу.It was established that the experimental alloy Mo 1 with a ratio of 5Mi, 5My, Sy - the rest does not meet the requirements for soldering joints of stainless steel and molybdenum due to the high temperature of the liquidus.
Сплав Мо 2 зі співвідношенням 1ОМі, 5Ми, Си - решта не відповідає вимогам з паяння з'єднань нержавіючої сталі з молібденом через високу температуру ліквідусу.Alloy Mo 2 with a ratio of 1OMi, 5My, Si - the rest does not meet the requirements for soldering stainless steel joints with molybdenum due to the high temperature of the liquidus.
Сплави Мо З та Мо 4 відповідають вимогам по температурі ліквідусу, що висуваються до припоїв для паяння різнорідних з'єднань молібден-нержавіюча сталь.Alloys Mo 3 and Mo 4 meet the requirements for liquidus temperature, which are advanced to solders for soldering dissimilar molybdenum-stainless steel joints.
Паяння зразків для металографічних досліджень і випробувань на міцність проводили у вакуумній печі СГВ 2,4-2/15-ИЗ (середовище зони нагріву - вакуум, не гірше 77103 Па).Soldering of samples for metallographic studies and strength tests was carried out in a vacuum furnace SGV 2,4-2/15-IZ (the environment of the heating zone is vacuum, no worse than 77103 Pa).
У процесі дослідження паяних зразків встановлено, що експериментальні сплави Мо 3-4 добре змочують підкладки з молібдену та нержавіючої сталі О8Х18НОТ. Паяльні галтелі повні, рівномірні, видимі дефекти паяних швів відсутні.In the process of researching soldered samples, it was established that experimental Mo 3-4 alloys wet molybdenum and stainless steel О8Х18НОТ substrates well. Solder fillets are full, uniform, there are no visible defects of solder joints.
Для проведення випробувань на міцність були виконані напускні паяні з'єднання з зазором 50 мкм. Результати випробувань наведені в табл. 2.For strength tests, solder joints with a gap of 50 μm were made. The test results are shown in table. 2.
Понижені результати з міцності паяних з'єднань, виконаних припоєм Мо 4 викликані пониженим вмістом нікелю в припої.Lowered strength results of solder joints made with Mo 4 solder are caused by a lower nickel content in the solder.
Низькі результати прототипу пов'язані з наявністю в складі сплаву бору та германію, що утворюють крихкі прошарки та погіршують властивості паяних з'єднань.The low results of the prototype are due to the presence of boron and germanium in the composition of the alloy, which form brittle layers and deteriorate the properties of solder joints.
Як видно з таблиць Мо 1, та Мо 2 припій, що патентується, складу (Си-10Мп-1ОМі) забезпечує необхідну температуру паяння та високі механічні властивості, що дозволяє використовувати його для паяння різнорідних з'єднань нержавіюча сталь-молібден в енергетичній, атомній промисловості та при виготовленні окремих різнорідних вузлів відповідального призначення.As can be seen from the tables Mo 1 and Mo 2, the patented solder composition (Si-10Mp-1OMi) provides the necessary soldering temperature and high mechanical properties, which allows it to be used for soldering dissimilar stainless steel-molybdenum joints in energy, atomic industry and in the manufacture of individual heterogeneous units of responsible purpose.
Таблиця 1Table 1
Інтервали плавлення експериментальних припоївMelting intervals of experimental solders
Температура ТемператураTemperature Temperature
Мо З/п Склад сплаву пер ур змпер ур солідусу, "С ліквідусу, "СMo Z/p Composition of the alloy per ur zmper ur solidus, "C liquidusus, "S
Си-5Мп-5Мі 1082 1132Sy-5Mp-5Mi 1082 1132
Си-5Мп-1оМі 1042 1102Sy-5Mp-1oMi 1042 1102
Си-1оМп-10мі 1053Sy-1oMp-10mi 1053
Си-10Мо-5мі 1034Sy-10Mo-5mi 1034
Си-10Мп-10Си-3СІ-2Ее-0,581 1063 1112Si-10Mp-10Si-3Si-2Ee-0.581 1063 1112
Таблиця 2Table 2
Результати випробувань на міцність напускних паяних з'єднань нержавіюча сталь 08Х18Н9Т «з молібден, виконаних дослідними припоямиThe results of tests on the strength of brazed joints of stainless steel 08Х18Н9Т "with molybdenum, performed with experimental solders
Навантаження руйнування МПаBreaking load MPa
Руйнування по паяному швуDestruction along the solder seam
Руйнування по паяному швуDestruction along the solder seam
Руйнування по молібденуDestruction by molybdenum
Руйнування по паяному швуDestruction along the solder seam
Руйнування по паяному швуDestruction along the solder seam
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201711119A UA119396C2 (en) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | SOLDER FOR SOLDERING OF DIFFERENT MOLYBDENE-STAINLESS STEEL JOINTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201711119A UA119396C2 (en) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | SOLDER FOR SOLDERING OF DIFFERENT MOLYBDENE-STAINLESS STEEL JOINTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA119396C2 true UA119396C2 (en) | 2019-06-10 |
Family
ID=74306937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201711119A UA119396C2 (en) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | SOLDER FOR SOLDERING OF DIFFERENT MOLYBDENE-STAINLESS STEEL JOINTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA119396C2 (en) |
-
2017
- 2017-11-13 UA UAA201711119A patent/UA119396C2/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Feng et al. | Microstructure and properties of Cu/Al joints brazed with Zn–Al filler metals | |
| Chang et al. | Brazing of 6061 aluminum alloy/Ti–6Al–4V using Al–Si–Cu–Ge filler metals | |
| US20200030921A1 (en) | Alloys | |
| JP5544392B2 (en) | Copper-phosphorus-strontium brazing alloy | |
| CN103406686A (en) | Co-included Sn-Bi-based high-strength lead-free low-temperature welding flux | |
| CN104772578B (en) | A kind of solder for including titanium zirconium cupro-nickel | |
| CN101279407A (en) | Cadmium-free silver solder containing indium and silicon | |
| Du et al. | Research and prospect of binary high-temperature Pb-free solders | |
| CN102642099A (en) | Sn-Zn-based lead-free solder alloy for aluminum bronze soldering and method for preparing same | |
| KR100946936B1 (en) | Cu-p-se brazing alloy | |
| Winiowski et al. | Impact of tin and nickel on the brazing properties of silver filler metals and on the strength of brazed joints made of stainless steels | |
| Xia et al. | Evaluation on the characteristics of tin-silver-bismuth solder | |
| UA119396C2 (en) | SOLDER FOR SOLDERING OF DIFFERENT MOLYBDENE-STAINLESS STEEL JOINTS | |
| CN105290646B (en) | A kind of polynary high-temp solder | |
| JP6887183B1 (en) | Solder alloys and molded solders | |
| KR100620368B1 (en) | Copper phosphorus brazing alloy containing ni-sn element | |
| EP3707286B1 (en) | High reliability lead-free solder alloy for electronic applications in extreme environments | |
| KR101161416B1 (en) | phosphorus copper brazing alloy | |
| JP2007508149A (en) | Method of welding metal parts | |
| KR101154183B1 (en) | Cu-p-b brazing alloy | |
| CN102601541A (en) | High heat intensity multielement solder alloy containing niobium and palladium | |
| KR101255596B1 (en) | Cu-P-Ga BRAZING ALLOY | |
| SK500792017U1 (en) | Soft lead-free active solder and method of soldering | |
| UA122930C2 (en) | SOLDER FOR SOLDERING MOLYBDENE WITH STAINLESS STEEL | |
| CN107999996B (en) | tin-base lead-free solder alloy for soft soldering of aluminum and aluminum alloy |