Припой для пайки жаропрочных никелевых сплавов

 

Использование: пайка узлов из жаропрочных никелевых сплавов. Сущность изобретения: припой содержит следующие компоненты, мас.%: хром 17,0-21,5; кремний 4,5-9,0, ниобий 0,05-1,2; алюминий 0,2- 2,2; титан 0,02-0,5; бор 0.5-1,75; галлий 0,02-1,0; никель остальное. При этом суммарное соотношение ниобия, алюминия и титана не превышает 3,9 мас.%. 3 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 К 35/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900291/08 (22) 08,01.91 (46) 07.12.92. Бюл, ¹ 45 (71) Централ ьн ы и научно-исследо вател ьский институт черной металлургии им, И.П.Бардина (72) Б;М.Кулешов, P.Ñ.Êóðà÷êî, Ф.З.Юлдашев, Д.Г,Кочуров, С.Г.Кулик и В.П.Николаенко (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1459123, кл. В 23 К 35/32, 1986.

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, получаемого в виде аморфной ленты и используемого при пайке конструкций из сплавов на основе никеля, работающих в окислительной среде при.

900 — 1000 С.

Наиболее близким к предложенномуявляется припой в виде аморфной ленты для пайки жаропрочных никелевых сплавов, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Хром 20 — 2.3

Кремний 8,3 — 11,75

Ниобий 0,8 — 2,8

Алюминий 0,5-5,8

Титан 0,5 — 1,8

Бор 0,5 — 1,75

Никель Остальное

Данный припой позволяет повысить прочность и жаростойкость паяного соединения, предел прочности соединения на срез составляет при 22 С 33 кгс/мм . при

700 С 27 кгс/мм, жаростойкость паяного соединения, определяемая по привесу при рабочей температуре (900 — 1000 С) находится в пределах 0,15 — 0,07 г/м ч.

Данный припой применяется для пайки конструкций из коррозионно-стойких ста„„. Ж „„1779518 А1 (54) ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ ЖАРОПРОЧНЫХ

НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Использование: пайка узлов из жаропрочных никелевых сплавов. Сущность изо.бретения: припой содержит следующие компоненты, мас.7, : хром 17,0 — 21,5; кремний 4,5-9,0; ниобий 0,05 — 1,2; алюминий 0,22,2; титан 0.,02-0,5; бор 0,5 — 1,75; галлий

0,02 — 1,0; никель остальное, При этом суммарное соотношение ниобия, алюминия и титана не превышает 3,9 мас. 3 табл. лей и сплавов, длительно работающих при высоких температурах, в агрессивных средах. Поэтому повышенные требования предьявляются к коррозионной стойкости и . прочностным свойствам паяных соединений.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости и механических свойств паяных соединений.

Поставленная цель достигается тем, что припой в виде аморфной ленты для пайки жаропрочных никелевых сплавов, содержащий хром, кремний, ниобий, алюминий, титан, бор, никель дополнительно содержит галлий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Хром 17 — 21,5

Кремний 4,5-9,0

Ниобий 0,05-1,2

Алюминий 0,2-2,2

Титан 0,02-0,5

Бор 0,5 — 1,75

Галл ий 0.02-1,00

Никель Остальное

При этом суммарное содержание ниобия, алюминия и титана не должно превышать 3,9 мас, .

1779518

При легировании припоя галлием в пределах 0,02 — 1,0 мас. происходит выделение галлия по границам зерен паяного соединения, что приводит к снижению межзеренной коррозии. 5

При введении галлия более 1,0 мас.0/ наблюдается взаимодействие галлия с компонентами сплава с образованием интерметаллидов,. что приводит к ухудшению механических свойств паяного соединения. 10

При введении галлия менее 0,02 мас, / равномерного выделения галлия по границам зерен не наблюдается, а следовательно, не происходит снижение коррозионной активности, 15

Ниобий, алюминий, титан являются Кобразующими элементами и вводятся в композиции припоя для повышения прочностных характеристик паяного соединения. Однако их присутствие в припое в 20 больших количествах существенно затрудняет формирование аморфной ленты в процессе быстрой закалки, При концентрации в данном припое ниобия более 1,2 /, алюминия более 2,2%, титана более 0,5/, а 25 суммарно Nb+ Al + ТЬ3,9%, формирование припоя в виде аморфной ленты на воздухе невозможно.

Комплексное выражение Nb, AI, Ti, Cr, Я„выбиралось таким образом, чтобы обес- 30 о печить условия; f1NKBNgyc =- 1100 С, ТС0Л11ду,=

=- 1050 С, Тл — Т вЂ” м и н им ум.

При содержании Nb менее 0,05 мас. /, Al менее 0,2 мас,% и Ti менее 0,02 MBc./ происходит расширение области Т< — Тс, что 35 для данного припоя нежелательно.

Для данной композиции припоя повышение содержания Сг выше 21,5/ существенно повышает Т, а следовательно и

Тпаяки, Снижение содержания. СГ менее 40

17 вйзывает нежелательное увеличение интервала плавления.

Для данного сплава оптимальным является содержание кремния 4,5 — 9,0 мас.0/, 45 т.к. при уменьшении содержания менее

4,5 мас.,(, и увеличении более 9,0 мас./ значение температур Т и Тл сдвигаются в область больших значений, а следовательно, повышается температура пайки, что для данного припоя нежелательно.

Припой в виде аморфной ленты получается методом скоростной закалки расплава на установке "Кристалл" с линейной скоростью вращения медного диска 22-26 м/с, что обеспечивает скорость охлаждения при закалке в пределах 1 10 -1 10 град/с. Амор5 6 фная лента получена шириной 10 мм, толщиной 18 — 20 мкм, Примеры по выполнению припоя приведены в табл, 1.

Свойства сплавов с содержанием Nb

1,2/, Al 2,2/, Ti 0,5/, не приведены, т,к. припой с такой композицией состава в виде аморфной ленты на воздухе получен быть не может.

Механические свойства паяных соединений приведены в табл. 2, коррозионная стойкость — в табл. 3.

Оценка технологических, физических и механических свойств паяных соединений проводилась на жаростойком сплаве ЭИ435 при температуре пайки выше температуры ликвидуса на 20 — 40 С.

Применение данного припоя при высокотемпературной пайке конструкций из жаропрочных сплавов повышает работоспособность и эксплуатационную надежность соединений.

Формула изобретения

Припой для пайки жаропрочных никелевых сплавов, содержащий хром, кремний, ниобий, алюминий, титан, бор и никель, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости и механических свойств паяных соединений, он дополнительно содержит галлий при следующем соотношении компонентов, мас. /:

Хром 17,0 — 21,5

Кремний 4,5-9,0

Ниобий 0,05 — 1,2

Алюминий 0,2-2,2

Титан . 0,02 — 0,5

Бор 0,5 — 1,75

Галлий 0,02 — 1,00

Никель Остальное, при этом суммарное содержание ниобия, алюминия и титана не превышает 3,9 мас. /О.

1779518

Таблица 3

l

Составитель Б, Кулешов

Техред М.Моргентал- Корректор Н; Милюкова

Редактор 0. Стенина

Заказ 4408 Тираж Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уя,Гагарина, 101