鎳基釬料牌號種類
鎳基釬料常用于不銹鋼的真空釬焊,也可用于不銹鋼在保護性氣氛爐中的釬焊,但要求氫氣露點低于-50℃,氬氣露點低于~60℃,鎳基釬料釬焊不銹鋼接頭的特點是:接頭耐腐蝕、抗氧化、高溫性能好,某些鎳基釬料釬焊的接頭工作溫度可高達900℃以上。表6-17列出了不銹鋼釬焊的常用鎳基釬料。
BNi1、BNi-la和 BNi-2屬 Ni-Cr-Si-B系釬料,當釬焊采用適當?shù)能幙p間隙,釬焊溫度和保溫時間,釬縫中的B\C\Si可向母材中充分擴散,釬縫組織基本為含鉻的鎳基固溶體。由此不僅釬縫的強度高、塑性好、抗氧化、耐腐蝕,而且其重熔溫度也可得到提高,釬焊接頭可承受高溫及較大應(yīng)力。在這三種釬料中,BNi-1和BNi-1a的成分、性能和用途基本相同,只是BNi-la的成分中碳含最較低,釬料的流動性不如BNi-1,但釬料對母材溶蝕作用減小,有利于釬焊較薄的部件。BNi-2釬料的特點是釬料熔點低,相應(yīng)地所需釬焊溫度也較低。雖然釬料的抗氧化性因釬料成分中鉻含量較低而略有下降,但仍能滿足許多工作條件的要求。此外,釬料的熔化區(qū)間小,釬料的流動填縫能力非常強。
BNi-3、BNi-4為不含Cr的Ni-B-Si三元釬料。BNi-3 流動性好,尤其適于釬焊較長的搭接接頭。BNi-4含硼量較低,釬料熔化區(qū)間較大,對母材熔蝕較小,適于釬焊要求有較大釬料圓角的接頭和較薄的部件。
BNi-5 為不含硼的Ni-Cr-Si三元釬料,該釬料釬焊接頭的性能與用途和BNi-1基本相同,由于不含硼,釬料對母材熔蝕較小,適于釬焊較薄的部件,也可用于釬焊核反應(yīng)堆部件。但該釬料熔點,釬焊溫度一般接近1200℃。
BNi-6和BNi-7分別為Ni-P、Ni-Cr-P共晶合金,其熔點在鎳基釬料最低,對不銹鋼熔蝕最小,流動填縫能力強,但由于P原子的原子半徑大,不易向母材擴散,釬焊接頭有較多脆性相,釬焊接頭強度較低。
上述所有鎳基釬料不能通過塑性加工成型,供貨形式為粉末或非晶箔帶。粉末釬料在使用時,可以用加拿大膠醋酸丁酯溶液粘涂在接頭處,也可和聚乙烯醇水溶液泥和后軋成釬料箔帶后使用,但最好是使用非晶釬料箔帶,非晶釬料不僅純凈,而且成分均勻,釬焊接頭的組織與力學性能也優(yōu)于相同成分的結(jié)晶態(tài)釬料。
鎳基釬料釬焊不銹鋼時可以得到最好的高溫強度及耐腐蝕性。但用鎳基釬料釬焊時,接頭間隙的大小對接頭強度及塑性有極大的影響,間隙小其性能好。當接頭間隙極小時,以這三種釬料釬焊的接頭的抗拉強度基本相同,并與釬焊金屬等強度,塑性也極好。當間隙增大至0.05mm時,接頭的強度和塑性急劇下降,間隙達0.1mm時,接頭的塑性已趨近于零。
釬焊接頭的金相分析表明:“零”間隙時,釬縫均為鉻在鎳中的單相固溶體組織,所以接頭具有良好的強度和塑性;當間隙增大到0.05mm時,釬縫中出現(xiàn)脆性的金屬間化合物相,并有形成連續(xù)層的趨勢,因而接頭的強度和塑性下降;間隙達0.1mm時,脆性相增多,并形成明顯的連續(xù)層,塑性下降更多。用BNi-5釬料釬焊時,接頭形成脆性相連續(xù)層的傾向最為嚴重,所以它的強度和塑性隨間隙增大也下降得最快。
用BNi-1釬料釬焊的1Cr18Ni1Nb不銹鋼接頭;釬焊接頭均為“零”間隙,在室溫~649℃的溫度范圍內(nèi),接頭的強度和釬焊金屬的強度實際上相等,塑性也很好,所以用這種釬料釬焊的接頭高溫性能是很好的。
國內(nèi)研制的相當于美國AWS牌號 BNi2 釬料的 QNi3 鎳基高溫釬料(Cr 6%~8%、B 2.75%~3.5%、Si 4%~5% Fe 2%~4%、C<0.10%、余Ni),在真空和氬氣保護氣氛下,對不銹鋼均具有良好的潤濕性和填充間隙的能力,釬焊接頭可獲得較高的強度、耐高溫、低溫性能和高真空氣密性等。QNiS 釬料有粉末(100~300目)和箔帶(0.02~0.05mm厚)等形式。用QNi3針料釬焊的高空大氣層取樣器的“心臟”部件導(dǎo)流窗、波紋管氣件和氣動超高真空插板閥及能譜儀的工作室等超真空組件(材料均為18-8不銹鋼),均獲得良好的使用效果。
最后應(yīng)指出,用鎳基釬料釬焊的不銹鋼接頭,釬焊后如能在高溫中進行擴散處理,則接頭性能還能提高。對于含硼及碳的鎳基針料,由于對釬焊金屬的不銹鋼浸蝕(品間擴散及溶蝕)顯著,故不宜釬焊薄工件。但如果控制適當?shù)墓に噮?shù),可以使釬料對基體的溶蝕降至很低的程度。例如,QNi3釬料在真空或氬氣保護下,釬焊溫度為1050℃,保溫時間15min,釬料量為0.1g時,釬料合金溶蝕07Cr18Ni9Ti基體金屬的深度為0.043mm。
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