铌及铌合金的钎焊一般在真空和纯氩保护气氛中进行。钎焊时的真空度应低于1×10-2Pa。如果钎焊不能在真空中进行,可以在铌表面镀铜或镀镍,然后在1204℃、真空状态下加热,使铜或镍与铌发生扩散。经该处理的铌表面比较容易钎焊,所选钎料应与镀铜或镀镍表面相匹配。
如果钎焊温度不是很高,而又没有条件在氩气保护和真空中钎焊,则可在空气中用钎剂钎焊,所用钎料见表8-13。虽然铌可在空气中钎焊,但表面最好预镀铜或镀镍。
如果铌表面未镀铜或镀镍,建议采用Ti-48Zr-4Be和Zr-19Nb-6Be两种钎料。用该两种钎料钎焊的铌接头的抗碱金属腐蚀的能力很好,并且在704~816℃时仍具有满意的性能。铌钎焊接头的室温抗剪强度为138~228MPa,700℃时的抗剪强度为84~140MPa。接头经816℃×100h时效处理后的室温抗剪强度有所降低,钎焊应在真空保护气氛下进行。
在高温服役下可以用纯钛和其他钛基钎料来钎焊铌及铌合金。铌和钛基钎料与母材发生的反应较弱,钎焊接头的塑性很好。纯钛(熔点1668℃)与120VCA(Ti-11Cr-13V-3Al)钎料相比,钛在液态下的黏度比Ti-11Cr-13V-3Al钎料在液态下的黏度小,纯钛适用于钎焊小间隙的接头,Ti-11Cr-13V-3Al适用于钎焊大间隙的接头。用这两钎料对铌蜂窝结构板在1760℃温度下进行钎焊。试验结果表明,用这两钎料钎焊的铌蜂窝结构板可在高达1316℃温度下使用;室温和高温性能试验表明,蜂窝结构板在1260℃温度仍具有一定的力学性能。
用Ti-28V-4Be钎料在1249℃温度下真空钎焊的Nb-1Zr合金具有很好的耐蚀性。耐蚀性试验表明,钎焊接头放在液态钾和816℃的钾蒸汽中停留1000小时,这些介质对钎焊接头不产生任何影响。(https://www.xing528.com)
用Pd、Pd-30Cu、Ti和Ti-11Cr-13V-3Al钎料对Nb-10Ti-5Zr合金曲线蜂窝结构和平板蜂窝结构进行的钎焊试验表明,Pd和Pd-30Cu钎料填充钎缝间隙的能力很好,形成极好的圆角,接头的韧度也很好,但纯钯有向母材发生晶间渗入的现象。用后两种钎料钎焊的效果很好。
用Ti-11Cr-13V-3Al和Ti-8.5Si(钎焊温度1454℃)钎料钎焊Nb-10W-1Zr-0.10C、Nb-10W-2.5Zr和Nb-10W-11Hf-0.07Y等铌合金也取得了很好的效果。也曾用Zr-28V-16Ti-0.1Be钎料钎焊Nb-1Zr管和翅片。
对于高温服役的部件,可以采用扩散钎焊和反应钎焊方法。扩散钎焊的原理是在钎焊温度下发生钎料向母材扩散以及母材向钎料溶解的过程。在保温一定时间后,钎缝金属的成分发生变化。由于高熔点母材溶入,钎缝金属的熔点提高,钎焊接头的重熔温度得以提升,接头的高温性能大大改善。如用Ti-33Cr钎料在1454~1489℃下真空扩散钎焊D36铌,接头在1361℃温度下的抗剪强度提高了17~31MPa,1649℃下的抗剪强度提高了0~7MPa。如果将扩散钎焊接头在比钎焊温度低316℃的温度下再进行扩散处理,则搭接接头在1371℃下的抗剪强度提高了一倍,直到1649℃仍保持良好的强度。
使用反应钎焊也能提高钎料的重熔温度。反应钎焊的原理是:使用一种含降熔元素的钎料,该降熔元素能与母材或加在钎料中的粉末在钎焊后的扩散处理过程中形成高熔点的金属间化合物,重要的一点是形成的金属间化合物必须呈弥散相分布。Ti-30V-4Be即为一种反应钎焊钎料,其钎焊温度为1288~1316℃。例如,用Ti-30V-4Be钎料反应钎焊的搭接接头,尽管它的重熔温度与用Ti-33Cr钎料扩散钎焊的搭接接头的重熔温度相似,但接头强度仍低得多;用Ti-30V-4Be钎料反应钎焊的搭接接头,在1371℃和1649℃下的抗剪强度比用Ti-33Cr钎料扩散钎焊后的抗剪强度分别下降2/3和1/3。
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