CN1144542A - 可在氧化气氛中接合的耐热材料用的液相扩散接合合金箔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可在氧化气氛中将熔接困难的耐热材料进行液相扩散接合的液相扩散接合用合金箔。即一种特征在于含(以质量％计)Si：6.0-15.0％、Mn：0.1-2.0％、Cr：0.50％-30.0％、Mo：0.10-5.0％、V：0.50％-10.0％、Nb：0.02-1.0％、W：0.10％-5.0％、N：0.01-5.0％、B：0.10％-5.0％，或视需要，还含有C：0.005-1.0％、或Ti：0.01-5.0％、Zr：0.01-5.0％中的一种或两种，其余为Ni和杂质、厚为3.0-300μm的可在氧化气氛中接合的液相扩散接合用或具有上述组成的实质上为玻璃质的可在氧化气氛中接合的耐热材料用液相扩散接合合金箔。

Description

可在氧化气氛中接合的耐热材料用的液相扩散接合合金箔
技术领域
本发明涉及金属材料的液相扩散接合，更具体地说，涉及对耐热钢和耐热合金钢的液相扩散接合或这些合金钢和碳钢的液相扩散接合有用的、可在氧化气氛中接合的、可得到接合强度和接合部位在高温下的蠕变性优异的接缝的液相扩散接合用的材料。
背景技术
液相扩散接合是通过在欲接合的材料之间插入箔、粉末或镀层等形态的、比具有被接合材料的熔点低的合金和共熔组合物，然后加压并将接合部位加热至略高于插入合金的液相线的温度而进行熔融、等温凝固的接合方法，被认为是固相接合法的一种。
由于可在较低的压力下接合，因此是一种可用于需极力避免由接合产生的残留应力、变形的接合，并可用于熔接困难的高合金钢、耐热钢的接合的技术。
欲用液相扩散接合法接合的材料通常含有作为合金的组成的0.50％以上的Cr。含Cr材料由于在表面形成有致密的氧化Cr(通常是Cr2O3)膜，耐氧化性和耐腐蚀性优异是其特征。因此，由于接合时的加热，自然地在接合面上形成氧化膜，阻碍熔融的插入合金的泄漏，显著地抑制接合所需的原子的扩散。
因此，迄今，如日本专利公开公报1978年第81458号、1987年第34685号和227595号所述，接合均需在真空、惰性或还原性气氛中进行，接合成本明显上升。
本发明者经过反复研究，结果发现，如下面所述，作为成分，含有V的插入合金在氧化气氛中也可进行液相扩散接合。而且发现，V虽然是使插入合金的熔点上升的元素，但适当调整其它元素(在本发明中，基本上是Si)，可得到接合性极佳的插入金属。
含V的、增加了Si量的液相扩散接合用合金箔几乎没有先例。美国专利第3856513号公开了一种具有组成为MaYbZc的合金。式中，M表示选自Fe、Ni、Co、V、Cr的金属，Y表示选自P、B、C的元素，Z表示选自Al、Si、Sn、Ge、In、Sb、Be的元素，a约在60-90％(原子)范围内，b约在10-30％(原子)范围内，c约在0.1-15％(原子)范围内。这种材料已通过运用现在公知的处理技术，由熔融物急速冷却而在工业上进行制造和实际应用。
然而，这里，是以V为基材且以将合金非晶形化为目的的，而不是作为接合用合金箔公开的。并且，Si的含有量低，箔的熔点与本发明相比高出许多，进行液相扩散接合极为困难。再者，B含有量也与本发明完全不同，由于B含有量高，在接合部位附近含Mo或Cr的合金侧生成粗大的析出物，因此，其接合强度与用本发明的箔而得到的接合部位相比，小了很多。日本专利公开公报1978年第81458号提供了一种箔形式的美国专利第3856513号的合金，但这里，由于不含V作为成分，因此完全不能在氧化气氛中进行液相扩散接合。
本发明者在上述现有技术的基础上，发现在氧化气氛中进行液相扩散接合时，使用含0.1-20.0％(原子)V、增加了Si量的插入合金即可进行接合，并在日本专利公开公报1990年第151378号公开了可用于在氧化气氛中液相扩散接合的合金箔的技术，其主要内容为该合金是一种其特征在于含(以原子％计)0.5至不到10.0％的B、15.0-30.0％的Si、0.1-20.0％的V或还含一种或多种选自(A)Cr：0.1-20.0％、Fe：0.1-20.0％、Mo：0.1-20.0％的元素和/或一种或多种选自(B)W：0.1-10.0％、Co：0.1-10.0％的元素，其余基本为Ni和不可避免的杂质的、厚为3.0-120μm的、可用于在氧化气氛中液相扩散接合的合金箔或其特征还在于为玻璃质的液相扩散接合用合金箔。
另一方面，由于日益紧迫的地球规模的能源和环境问题，现今发电厂均在严酷条件下运行，尤其是运行用的蒸汽的高温高压化，使得市场供应的通用钢已无法适用于将来建设的超临界压力的发电厂。
耐热钢的蠕变强度在老化时间短的情况下受固溶强化支配，在老化时间长的情况下受析出强化支配。这是由于最初在钢中固溶形成的固溶强化元素受老化的影响，通常作为M23C6等稳定的碳化物析出，再经过长时间的老化，这些析出物凝集、粗大化，导致蠕变强度下降。因此，为很好地保持耐热钢的蠕变强度，如何长时间地不使固溶强化元素析出而使其以固溶状态保留在钢中，人们进行了很多研究。
例如，在日本专利公开公报1988年第89644号、1986年第231139号、1987年第297435号等中，公开了使用W作为固溶强化元素，使铁素体耐热钢的蠕变强度较现有的Mo添加型铁素体耐热钢有飞越性提高的研究成果。这些钢多数是回火马氏体单相组织，由于具有优异的耐水蒸汽氧化性的铁素体钢的优越性和高强度的特性相结合，人们期望这些钢成为新一代的可在高温高压下使用的材料。
然而，这些新的耐热材料由于其优异的高温强度，难以熔接，尤其是熔接金属和熔接粘合剂的硬度有日益增强的趋向，若不在熔接后进行长时间的热处理，这些材料往往不能符合安全标准。
此外，最近以城市垃圾及其它难燃性物质或化学物质为燃料的锅炉设备正在计划中，在这些需要极强的耐腐蚀性的锅炉中，需使用超合金、Ni基合金或将这些合金与上述新铁素体耐热钢叠层的所谓二重管。然而，将这些由高耐腐蚀钢制成的管子导入锅炉设备时，缺乏有效的接合方法，目前的现状只能依赖将大量昂贵的Ni基合金用堆焊法进行熔敷，然后再将整个钢管热处理，开出熔接槽后，再进行熔接这一高成本的施工方法。
将这些难熔接性耐热材料接合的有效的工业技术正是本领域所渴望的，并为此研究而花费了大量时间和经费。
被认为有望成为其解决方法之一的是包含本发明的液相扩散接合。迄今，该方法已试验性地应用在于高温下使用的火箭发动机的喷嘴、Ti合金制成的宇宙飞船的起落架等对高温强度和可靠性有特殊要求的部位。但将液相扩散接合技术实际应用在发电设备上的例子则几乎没有。
另外，用现有的接合Ni基合金的液相扩散接合用的合金箔接合尤其是新的含W的高强度耐热钢时，由于其含有的合金成分与被接合材料显著不同，不能得到均匀的机械性能，且不能在氧化气氛中接合。由其化学组成也可知道，它无法低成本地进行良好的接合。
本发明为解决上述现有技术无法解决的难题，使用一种新的液相扩散接合技术，从而可接合在高温环境中使用的耐热钢和耐热钢管。本发明的目的在于提供一种用于在氧化气氛中液相接合耐热钢，进行可靠性高、耐热性优异的接合的液相扩散接合用合金箔。发明的公开
本发明是在上述研究的基础上完成的，概括地说，本发明是一种特征在于含(以质量％计)
      Si：6.0％-15.0％、   Mn：0.1-2.0％
      Cr：0.50％-30.0％、  Mo：0.10-5.0％、
      V：0.50％-10.0％、   Nb：0.02-1.0％、
      W：0.10％-5.0％、    N：0.01-0.5％、
      B：0.10％-5.0％、其余为Ni和不可避免的杂质、厚为3.0-300μm的、可在氧化气氛中接合的耐热材料用液相扩散接合合金箔或具有上述组成的实质上为玻璃质的可在氧化气氛中接合的耐热材料用液相扩散接合合金箔。
在上述耐热材料用液相扩散接合合金箔中，除了上述成分以外，视需要，还可含有C：0.005-1.0％，或视需要，还含有Ti：0.01-5.0％、Zr：0.01-5.0％中的一种或两种。
在本发明中，“氧化气氛”是指在一种在接合气氛中，以体积％计，含0.1％以上的氧气，氧分压在10-3atm以上，即，即使含还原性气体如H2、H2S、水蒸气等时，氧化力相当于氧浓度0.1％以上的气氛。
“熔点”是指在二元以上的合金的状态图上的固相线，除非另有说明。
图面的简单说明
图1是显示被接合材料的模式图
图2是液相扩散接合包层钢板的装配要领的示意图
图3是制成的包层钢板和评价接合部位抗断强度用的拉伸试验片的取样要领的示意图
图4是插入合金中的V量与接缝抗拉强度关系的示意图
图5是插入合金中的Si量与接缝抗拉强度关系的示意图
图6是插入合金中的B量与接缝抗拉强度关系的示意图
图7是插入合金的厚度对为得到用液相扩散接合法接合的具有40kg/mm2以上抗拉强度的接合部位所需接合时间的影响的示意图
图8是作为本发明钢在700℃、1000小时条件下的高温耐氧化特性指标的D值的示意图
本发明的最佳实施方式
下面详细说明本发明。
首先，说明将本发明的各成分限定在上述范围内的理由。
Si是一种可有效降低基材Ni的熔点的元素，由于本发明的合金箔以含有大量V为特征，其熔点较高，为防止接合时间变长，有必要添加6.0％以上的硅。但若添加量大于15.0％，则在氧化气氛中进行液相扩散接合时，插入合金中会有含Si的粗大氧化物生成，从而使接合强度和韧性下降，因此限定该成分的范围在6.0-15.0％。
Mn具有固溶在基材Ni中，提高其强度的效果。若添加量小于0.1％，则没有效果，而若大于2％，则强度增加过度，影响接合部位的韧性，因此，将Mn的添加范围限定在0.1-2.0％。
Cr对提高在高温环境中使用的钢和合金的耐腐蚀性和耐氧化性极为重要，且是一种可提高钢的可淬性的元素。为使接缝具有充分的耐腐蚀性和可淬性，需要添加0.50％的Cr，但若添加量大于30.0％，则合金箔的熔点显著上升，可加工性下降，从而使液相扩散接合温度上升至脱离实用范围的高温，即，1400℃以上，因此，将Cr的添加范围限定在0.50-30.0％。
Mo与Cr同样，是提高接缝的耐腐蚀性所必不可少的元素，尤其是它具有提高耐应力腐蚀断裂特性的效果。而且，由于其在高温时，可通过固溶强化而提高接缝的蠕变强度，因此，可改善本发明合金箔的效果。但若添加量小于0.10％，则没有效果，而若大于5.0％，则由于会在与本发明的扩散元素B的粒界之间析出Fe2MoB2型或Fe2MoB4型高熔点硼化物，因此，限定Mo的添加范围在0.10-5.0％。
V由于使含Cr的合金表面的Cr氧化膜熔融、球状化，改善熔融的插入合金和含Cr合金之间的湿润性，防止B的扩散受到Cr氧化膜的阻碍，是一种对在氧化气氛中实现液相扩散接合极为重要的元素。但若其添加量小于0.50％，则由于不能充分熔融Cr氧化膜，缺乏效果，而若大于10.0％，则插入合金的熔点超过1300℃，液相扩散接合实际上变得不可能，因此，限定V的添加范围在0.50-10.0％。
Nb作为碳化物、氮化物或碳氮化物在基材中形成微细析出物，尤其对提高接缝的高温蠕变强度具有效果。。但若其添加量小于0.02％，则由于被接合材料表面的氧化而主要作为氧化物而消失，，添加效果较小，而若大于1.0％，则会引起粒界偏析，使接缝脆化，因此，限定Nb的添加范围在0.02-1.0％。
W是一种可通过固溶强化，使材料的高温蠕变强度显著提高的元素，因此也是一种使最新开发的呈高蠕变强度的耐热材料与接缝的机械特性一致所必不可少的元素。但若其添加量小于0.10％，则没有效果，而若大于5.0％，则由于由树枝状晶间偏析引起的拉夫斯相析出，材料的高温强度反而下降，因此，限定W的添加范围在0.10-5.0％。
N是一种可与Nb或V形成碳化物、氮化物或碳氮化物，在基材中析出微粒，从而使材料的高温强度飞跃性提高的元素。但若其添加量小于0.01％，则效果不充分，而若大于0.5％，则与本发明的主要扩散元素B之间形成BN，产生粗大析出物，影响接缝的韧性，因此，限定N的添加范围在0.01-0.5％。
B是一种用于实现进行液相扩散接合所需的等温凝固的扩散原子，还是一种使基材Ni的熔点低于被接合材料所必需的元素，因此，需按各个目的添加0.10％以上。但由于本发明者经过深入研究，发现若添加量大于5.0％，则在接合部位附近的含Mo、Cr的合金侧有结晶粒径5μm以上的粗大硼化物形成，使接合部位的强度显著下降，因此限定B的添加范围在0.10-5.0％。B含有量低也是本发明的特征之一。
以上是本发明的基本成分，但在本发明中，可根据需要，按各个用途，添加选自(A)C：0.005-1.0％和/或(B)Ti：0.01-5.0％、Zr：0.01-5.0％的一种或多种元素。
C是碳化物的形成元素，具体地说，和本发明中的Nb、V、W、Mo、Cr及Ti、Zr等形成稳定的碳化物，当经过适当的热处理后，碳可成细微物分散在钢中，提高接缝的蠕变断裂强度。同时，碳可作为填隙原子，侵入型地固溶在金属材料中，提高材料的强度。因此，对将接合强度大的材料的接缝的机械特性提高至与被接合材料相同水平有用，且具有效果。但若其添加量小于0.005％，则提高强度的效果不充分，而若大于1.0％，则碳化物粗大化至反而阻碍蠕变强度提高的程度，因此，限定C的添加范围在0.005-1.0％。
Ti和Zr在进行在氧化气氛中的液相扩散接合时，捕捉、固定侵入接缝部分的金属中的氧原子，从而形成TixOy或ZrO2，并在接合时的镦锻过程中，被作为锻屑清除出接缝外，从而具有清洗接缝的效果。另外，在添加量大的情况下，还可和碳结合，作为微细碳化物析出，有助于接缝的高温蠕变强度的提高。但若Ti或Zr的添加量小于0.01％，则缺乏效果，而若大于5.0％，则会主要沿粒界偏析，使接缝显著脆化，因此，将添加范围限定在0.01-5.0％。上述各成分可分别单独添加，也可合用同时添加。
将合金箔的结晶结构制成玻璃质是为了使本发明的合金箔在液相扩散接合时能均匀地熔融。当组成不均匀，存在所含合金成分偏析时，由于插入合金的熔点随接合部位的位置而变化，因此，不能得到均质的接合界面。当均质组成和合金箔可容易地得到时，则结晶结构可不必是玻璃质。
本发明的液相扩散接合用合金箔可作为插入合金，以各种形状提供。例如，将具有权利要求1至4中任一项所述成分的合金用液体骤冷法制成箔，从本发明的化学成分而言，是完全可能且最合适。这里采用的基本制造方法是将熔融的合金通过喷嘴喷至冷却板上，再通过热接触，使熔融合金冷却凝固的液体骤冷法。其中，以称作单棍法的为佳。当然，也包括使用滚筒内壁的离心骤冷法、使用环带的方法及它们的改良法，如附设辅助辊、辊表面温度控制装置的方法、或在减压下、真空中或在惰性气体中锻造的方法。另外，也可运用将熔融合金注入一对辊之间进行骤冷凝固的双辊法。
此外，本发明的合金还可以经真空熔融、铸造，用通常方法轧制、退火而制成的箔的形态提供。
合金箔越薄，接合部位附近的机械特性的变化越小，接合所需的时间越少，因此，对液相扩散接合越有利。但当合金箔的厚度小于3.0μm时，V的绝对量不足以使被接合材料合金表面的Cr氧化膜无害化，而若大于300.0μm，则完成液相扩散接合所需的时间在10小时以上，不实用，因此限定合金箔的厚度在3.0-300.0μm。
本发明涉及用于液相扩散接合的合金箔。但由于接合可在大气中进行，本发明的合金箔也可用于钎焊、软钎焊等接合法。〔实施例〕
将如表1所示的具有权利要求1至4中任一项所述组成的合金约100g用(1)单辊法(使用直径为300mm的Cu合金辊)进行骤冷，或在(2)真空熔融炉中熔融、铸造后，按通常方法热轧，制成宽2-215mm、厚50.0μm的箔。另外，将(2)热轧制成的箔在700℃进行均一化退火，以消除宏观上的成分不均一。将(1)的骤冷箔的铸造通过将辊的圆周速度保持在5.0-15.0m/s间进行。使用了何种方法，可参见表1。表中，METHOD栏表示制造方法的种类，「1」表示使用了上述方法(1)，「2」表示使用了上述方法(2)。将在5个点上测定所得箔的宽度和厚度，确认得到了上述尺寸后，用DTA(差热分析仪)测定熔点。熔点同时显示在表1中。
接着，通过化学分析鉴定成分。表1是其分析结果，单位是质量％。各箔均以Ni为基材，各成分的和与100％的差表示不可避免的杂质的合计浓度。各箔的结晶结构在上述制造条件下变成非晶形、结晶形或结晶形和非晶形的混合结构中的任一种，取何种结构取决于其组成。
表2显示用于与本发明合金箔比较的比较合金箔的成分及其特性。
然后，使用表1的合计数为65的满足权利要求1至5的插入合金和表2的比较插入合金(含惯用型插入合金)实施液相扩散接合。
表2的各箔均以Ni为基材，各成分的和与100％的差表示不可避免的杂质的合计浓度。表2的箔的制造方法也与本发明的合金箔的制造方法完全相同。
试验片的形状如图1所示，为100mm厚×1000mm宽×2000mm长。分别制备含Cr的铁素体耐热钢、奥氏体耐热钢和62％Ni基高耐腐蚀耐热合金，如图2所示，中间夹入插入合金。在图中，1、2表示被接合材料(碳钢、合金钢)，3表示液相扩散接合用合金(插入合金)。插入合金的厚度为3.0-500μm。气氛为大气，接合温度在略高于各箔的熔点至熔点+50℃的范围内，使用大型加热炉，在基本上为1050-1300℃的条件下进行接合。接合时间均为1小时，为确保被接合材料的强度、耐腐蚀性、韧性，接合后的热处理系通过适当地单独或组合实施退火、淬火+退火、退火+回火、淬火+退火+回火而进行。在进行这些热处理的时候，元素在被接合材料之间相互扩散，使接合部位均质化，但由于插入合金中的B含量小，基本未出现析出物的生成、增加和生长。
接着，按JIS G-0601-5「包层钢板的超声波探伤试验法」，用试验片方式检测接合部位的坚固性。在使用满足权利要求1至5的插入合金的所有试验片中，被接合面积率为0％。
然后再按照图3所示要领，在板的厚度方向切出JIS A-2号拉伸试验片，所有接合材料均用Instron型拉伸试验机在常温下测试接合部位的相对断裂强度。
接合部位的拉伸断裂强度取决于被接合材料的性质、板厚及使用环境条件等。在实施例中，由于实际限制，设最低必要强度为40kg/mm2，若断裂强度在40kg/mm2以上，则认为已充分接合。试验结果见表1。
图4表示插入合金中的V浓度对接合部位断裂强度的影响。V浓度(以质量％计)若小于0.5％，则由于不能消除被接合材料合金表面的Cr氧化膜的不良影响，接合部位的断裂强度小，当V浓度大于0.5％时，接合部位的断裂强度达到或超过被接合材料的水平，V可有效地消除Cr氧化膜的不良影响。但若V大于10.0％，则由于插入合金的熔点上升，导致接合时间不足，接合部位断裂强度下降。
图5类似地显示Si与接合部位断裂强度的关系。当Si小于6.0％或大于15.0％时，接合部位的断裂强度均小，高断裂强度可在Si为6.0-15.0％时得到。
图6显示B和接合部位断裂强度的关系。当B小于0.1％时，由于插入合金的熔点高，而当B大于5.0％时，则由于接合界面附近硼化物的生成，接合部位的断裂强度均小，高断裂强度可在B为0.5-5.0％时得到。
图7显示插入合金的厚度与为确保接合部位拉伸强度在40kg/mm2以上而所需时间的关系。当箔的厚度在300μm以上时，在本发明的成分范围内，接合时间需在10小时以上，明显不适合实用。
表2是与本发明合金箔对比的比较合金箔的化学成分分析结果和熔点、使用比较合金箔的、按与实施例完全相同的方法制成的包层钢板的接合部位的拉伸强度、以及作为耐氧化性指标的将制成的接缝在700℃的大气中氧化1000小时后在接缝表面生成的氧化膜的厚度D。这时，考虑到在500-650℃使用的铁素体耐热钢的耐氧化特性，将D的阀值设为20μm。即，若D小于20μm，可认为接缝具有充分的长时间耐高温氧化特性。表1中权利要求1至5所述的本发明钢的厚度D如图8所示，均在20μm以下。
在表2的比较钢中，第66号箔为由于B含量不足，熔点高于1300℃，断裂强度小的例子；第67号箔为B含量高，在接合部位附近被接合合金侧有大量粗大的硼化物生成，接合部位断裂强度显著下降的例子；第68号和第69号箔分别为Si量不足，熔点超过1300℃的例子和Si量过多，接合时插入合金中产生粗大的SiO2类氧化物，使接合部位的断裂强度下降的例子；第70号箔为V量不足，被接合材料合金表面生成的Cr氧化膜的不良影响未被彻底消除的例子；第71号箔为V量超过10.0％，熔点变得极高，未能进行充分液相扩散接合的例子；第75号箔为Cr含量不足，耐氧化性下降的例子；第73号箔为Mo量不足，耐氧化性下降的例子；第74号和第75号分别为Nb、W不足，接缝强度不够的例子；第76号箔为W含量过多，箔的熔点超过1300℃，接合强度不足的例子；第77号箔为氮过多，与扩散原子B之间析出粗大的高熔点的BN，接缝强度下降的例子。
表1-1-1    本发明箔    化学成分(质量％)
 No       Si  Mn      Cr   Mo       V      Nb    W       N
 1      6.25  1.26     28.96  4.86     4.201     0.852  4.30     0.400
 2      7.26  0.33      2.41  3.07     2.887     0.394  1.33     0.251
 3      9.77  1.01      6.27  2.33     0.601     0.995  2.14     0.085
 4      7.89  0.17     21.51  1.93     0.719     0.555  3.52     0.062
 5     13.62  0.33     28.19  0.98     1.536     0.856  4.61     0.348
 6     11.96  1.18      6.74  1.20     1.603     0.276  2.19     0.127
 7      6.05  0.53     26.41  1.77     4.075     0.622  0.40     0.304
 8     12.32  1.84      8.26  1.89     2.681     0.745  3.30     0.304
 9      6.78  1.02     21.31  0.72     5.287     0.481  2.71     0.046
 10     10.51  0.61     16.71  4.85     5.622     0.652  0.30     0.430
 11      8.43  0.27      3.78  3.63     2.165     0.613  0.18     0.153
 12      8.25  0.66      7.78  3.64     2.782     0.189  3.94     0.110
 13     12.73  1.46     23.39  4.07     5.953     0.706  3.51     0.472
 14      7.19  1.43     16.86  1.69     5.443     0.530  2.96     0.422
 15      8.00  0.24     27.12  2.99     4.294     0.954  3.86     0.115
 16     13.55  1.35     19.74  4.75     5.736     0.853  0.58     0.465
 17      9.11  0.70      5.07  3.72     8.358     0.066  2.13     0.404
 18      6.56  0.80     22.07  1.51     0.880     0.385  2.75     0.339
 19     13.47  0.39      7.35  2.27     0.927     0.186  4.13     0.443
 20     14.88  1.08     29.61  2.73     2.117     0.771  2.98     0.385
 21     13.79  0.63     10.24  4.52     7.642     0.520  3.46     0.332
 22     13.22  1.59     18.16  4.40     1.656     0.235  2.19     0.440
 23      7.12  0.78     18.68  3.94     1.600     0.749  3.40     0.397
 24      7.66  0.77     22.29  2.45     1.240     0.427  1.32     0.113
 25      8.76  1.23     24.03  1.55     8.480     0.580  2.51     0.492
 26     13.47  1.86     18.96  2.86     2.836     0.073  1.30     0.476
 27     11.39  0.44      2.33  3.16     1.674     0.699  1.75     0.471
 28      9.93  1.41     13.35  4.03     3.326     0.814  3.01     0.146
 29      7.62  0.65     17.65  4.70     6.418     0.769  4.33     0.408
 30     12.03  0.70     10.52  1.92     4.530     0.389  2.48     0.442
 31     12.66  1.25     16.63  4.71     0.928     0.989  1.48     0.407
 32     12.55  1.05     16.37  4.87     8.229     0.941  0.63     0.477
 33     10.25  0.73      5.03  4.09     1.198     0.570  3.95     0.071
表1-1-2    本发明箔    化学成分(质量％)
 No       B     C    Ti    Zr     MP    RS     TH   方法
 1     4.621     -    -    -    1088    71     194     2
 2     0.688     -    -    -     998    58     201     1
 3     4.809     -    -    -     912    63      74     1
 4     3.931     -    -    -    1020    60     105     2
 5     2.149     -    -    -    1066    65     139     1
 6     3.561     -    -    -     928    63      16     1
 7     4.930     -    -    -    1034    60      34     1
 8     0.534     -    -    -    1008    69      32     2
 9     1.800     -    -    -    1080    64       5     2
 10     0.593     -    -    -    1073    63     242     1
 11     1.029     -    -    -     986    57     144     2
 12     4.676     -    -    -     956    63     293     1
 13     3.516     -    -    -    1051    71     242     2
 14     1.567     -    -    -    1068    67     281     1
 15     2.849     -    -    -    1094    64     100     2
 16     4.242     -    -    -    1001    68     294     1
 17     2.435     -    -    -    1002    62     256     2
 18     1.485     -    -    -    1073    63     278     1
 19     3.116     -    -    -     944    62      57     2
 20     4.034     -    -    -    1032    68      31     2
 21     3.456     -    -    -     991    66      44     2
 22     0.482     -    -    -    1056    68     238     1
 23     4.242     -    -    -    1018    65     161     2
 24     4.054     -    -    -    1017    61     249     2
 25     1.586     -    -    -    1107    67      55     1
 26     0.970     -    -    -    1043    68     160     1
 27     1.346     -    -    -     961    61     265     2
 28     1.909     -    -    -    1031    68     211     2
 29     1.875     -    -    -    1090    67     287     1
 30     2.910     -    -    -     979    63      44     2
 31     4.151   0.964    -    -     953    68     216     2
 32     4.891   0.565    -    -     979    68     202     2
 33     1.780   0.072    -    -     983    64     292     1
MP：插入合金的熔点(℃)RS：液相扩散接合接缝的拉伸试验强度(kg/mm2)TH：插入合金的厚度(μm)METHOD：插入合金的制造方法的种类
    (1：用单辊法骤冷
     2：在真空熔融炉中熔融、铸造后热轧)
表1-2-1    本发明箔    化学成分(质量％)
 No       Si      Mn      Cr   Mo       V       Nb    W       N
 34      8.75     1.88    21.90  1.55     1.953     0.203  0.84     0.094
 35     11.01     1.33    17.66  3.75     4.222     0.662  2.75     0.467
 36     11.15     0.67     2.56  0.14     1.697     0.316  1.55     0.371
 37      7.73     0.57     1.38  2.20     2.356     0.479  1.33     0.464
 38     12.64     1.61     8.71  1.65     9.279     0.978  3.70     0.169
 39     10.94     1.62    20.17  2.73     6.806     0.197  0.56     0.150
 40     10.28     0.29    16.27  4.58     2.804     0.909  0.89     0.320
 41     13.48     0.12     6.25  3.87     5.104     0.491  3.82     0.354
 42     10.20     0.84     0.81  4.82     7.657     0.768  1.32     0.179
 43      7.94     1.16    24.05  4.08     8.643     0.084  2.27     0.438
 44      9.75     0.81    27.44  0.92     6.691     0.747  1.05     0.325
 45      9.62     1.33     5.69  4.31     9.630     0.134  1.69     0.243
 46     10.43     1.45    27.12  3.54     1.540     0.033  0.92     0.355
 47      6.42     1.86    29.29  2.90     9.734     0.319  0.52     0.348
 48      9.61     1.28    21.30  1.47     3.856     0.810  2.04     0.378
 49      9.38     1.29    27.92  0.92     1.422     0.363  2.22     0.364
 50      8.90     0.64    14.93  2.91     0.873     0.780  2.72     0.228
 51      6.58     1.84     6.64  4.13     0.614     0.427  2.72     0.134
 52     14.49     0.81    28.06  1.39     8.698     0.624  1.47     0.248
 53     13.14     1.02     0.60  1.22     9.241     0.710  3.01     0.241
 54     10.07     0.27    22.43  0.35     5.398     0.530  1.68     0.036
 55     12.82     1.09    29.95  2.89     5.184     0.902  4.00     0.042
 56     10.85     1.27    18.09  3.12     6.967     0.675  4.23     0.173
 57      7.27     1.44    11.63  2.69     9.188     0.681  4.07     0.356
 58     14.01     0.36     5.83  3.27     0.937     0.759  2.73     0.020
 59      7.17     0.56    25.25  1.59     9.007     0.748  4.29     0.064
 60     12.24     0.77    20.67  1.71     3.302     0.963  0.52     0.156
 61     14.22     0.67     2.13  2.89     1.411     0.277  0.50     0.221
 62      7.11     0.90     8.92  4.26     1.629     0.486  0.96     0.182
 63      7.53     1.18     7.04  2.64     7.258     0.445  3.52     0.439
 64     13.84     1.14    20.47  2.02     7.128     0.448  2.49     0.187
 65     11.32     0.54     1.04  4.18     4.615     0.461  2.00     0.076
表1-2-2    本发明箔    化学成分(质量％)
 No       B      C      Ti     Zr      MP     RS     TH  方法
 34     3.833     0.807      -      -     995     67    184     2
 35     2.954     0.627      -      -    1015     69     17     1
 36     0.750      -     3.313      -     976     60     82     2
 37     3.768      -     4.274      -     944     60     77     2
 38     3.797      -     0.615      -     981     70    141     1
 39     2.615      -     4.558      -    1067     67    116     2
 40     1.756      -     0.781      -    1040     61    294     1
 41     2.883      -      -     4.474     993     63     75     2
 42     0.351      -      -     1.914    1025     64     47     2
 43     0.648      -      -     1.205    1149     67     55     1
 44     3.008      -      -     2.055    1082     64     93     1
 45     1.651      -      -     4.171    1046     67    299     2
 46     3.181      -     0.560     2.232    1064     66     74     2
 47     4.401      -     3.874     3.411    1129     70    300     1
 48     4.430      -     1.963     4.902    1041     68     82     2
 49     4.934      -     1.982     1.382    1034     66    153     2
 50     0.209      -     1.142     2.540    1077     64    211     2
 51     1.701     0.391     1.647      -    1004     68    248     2
 52     3.725     0.428     0.669      -    1046     66    257     2
 53     2.989     0.083     0.393      -     945     65    230     2
 54     3.628     0.204     2.981      -    1037     60    163     1
 55     2.367     0.619     3.152      -    1102     71     47     2
 56     3.266     0.167      -     3.004    1054     70    172     2
 57     3.128     0.678      -     0.746    1029     70     84     2
 58     1.148     0.998      -     0.671     954     62     77     2
 59     1.405     0.462      -     4.942    1152     67    140     1
 60     0.623     0.893      -     0.773    1043     64    269     2
 61     0.451     0.636     3.325     2.840     973     61    157     2
 62     0.122     0.529     2.809     3.387    1061     63    243     2
 63     1.243     0.896     4.846     4.537    1069     69     79     1
 64     3.031     0.095     1.678     3.522    1055     68     99     2
 65     2.270     0.449     2.915     2.449     975     63    151     2
MP：插入合金的熔点(℃)RS：液相扩散接合接缝的拉伸试验强度(kg/mm2)TH：插入合金的厚度(μm)METHOD：插入合金的制造方法的种类
    (1：用单辊法骤冷
     2：在真空熔融炉中熔融、铸造后热轧)
表2-1
                                               化    学    成    分    (質量％)
    Si  Mn     Cr  Mo       V      Nb       W       N       B       C      Ti      Zr
比較合金箔  66     7.3  0.51     12.1  0.36     4.12     0.041     1.063     0.062     0.613     0.044
 67     9.1  0.52     11.5  0.25     4.23     0.043     1.002     0.041     7.161     0.211     0.225
 68     4.3  0.51     10.1  0.25     2.00     0.051     1.515     0.047     2.240     0.056     0.120
 69     1.1  0.50     15.6  0.51     2.60     0.028     1.800     0.022     3.114
 70    12.0  0.49      9.8  0.66     0.41     0.060     1.916     0.044     4.180     0.335     0.616
 71    11.0  0.48      0.26  0.42    11.6     0.150     1.212     0.069     3.552     0.841     0.012
 72     9.1  0.48      9.0  4.40     5.12     0.111     0.557     0.071     2.206     0.090
 73     8.5  0.49      9.0  0.06     9.96     0.533     2.262     0.102     4.115     0.064
 74     8.6  0.49      8.9  2.10     9.89     0.004     3.334     0.115     4.028     0.709
 75     9.2  0.53     25.1  0.64     1.00     0.244     0.065     0.332     2.186     3.96
 76     7.7  0.68     2.24  0.67     7.67     0.816     4.419     0.229     0.595     0.091     4.15     0.151
 77     7.9  0.52     25.0  1.05     0.99     0.091     0.222     0.770     0.270     0.118
                                                  表2-2
插入合金的熔点(℃) 接缝的拉伸强度(kg/mm2) 氧化膜厚度D(μm) 插入合金的厚度d(μm)   插入合金的制造方法
比较合金箔  66    1320     16.1     18      33     1
 67     960      8.6     16      71     1
 68    1360     12.0     71      42     1
 69     100     10.5     15      58     2
 70     990      6.2     15      60     2
 71    1430      3.5     19      32     2
 72    1040     42.0    460      30     1
 73     980     39.2    330     102     2
 74     980     22.5      8     150     2
 75    1070     26.1      6     120     1
 76    1430      8.5     15     100     1
 77    1160     11.4     14      41     1
表3    被接合材料的化学成分    (质量％)
      C     Si     Mn       Cr   Mo      Ni    W   Co
 A     0.225    0.310    0.506      2.24  1.06     0.21  1.01  3.15
 B     0.086    0.064    0.510      8.86  0.54     0.56  1.96   -
 C     0.164    0.209    0.766     11.77  1.25      -  2.26  2.50
 D     0.033    0.150    4.20     19.06  2.25     26.0  2.66  2.01
 E     0.006    1.525   16.75     16.33  4.05     8.11   -   -
 F     0.020    0.250    0.505     28.16  3.55     62.69   -   -
产业上的可利用性
如上所述，本发明提供一种用于在氧化气氛中进行液相扩散接合的合金箔，它可在耐热金属材料之间产生具有极高断裂强度的接缝，从而对产业发展极为有益。

Claims (5)

1.可在氧化气氛中接合的耐热材料用液相扩散接合合金箔，其特征在于，以质量％计，含有
     Si：6.0％-15.0％、
     Mn：0.1-2.0％
     Cr：0.50％-30.0％、
     Mo：0.10-5.0％、
     V：0.50％-10.0％、
     Nb：0.02-1.0％、
     W：0.10％-5.0％、
     N：0.01-0.5％、
     B：0.10％-5.0％、其余为Ni和杂质、厚为3.0-300μm。
2.可在氧化气氛中接合的耐热材料用液相扩散接合合金箔，其特征在于，以质量％计，含有
     Si：6.0％-15.0％、
     Mn：0.1-2.0％
     Cr：0.50％-30.0％、
     Mo：0.10-5.0％、
     V：0.50％-10.0％、
     Nb：0.02-1.0％、
     W：0.10％-5.0％、
     N：0.01-0.5％、
     B：0.10％-5.0％、
     C：0.005-1.0％其余为Ni和杂质、厚为3.0-300μm。
3.可在氧化气氛中接合的耐热材料用液相扩散接合合金箔，其特征在于，以质量％计，含有
     Si：6.0％-15.0％、
     Mn：0.1-2.0％
     Cr：0.50％-30.0％、
     Mo：0.10-5.0％、
     V：0.50％-10.0％、
     Nb：0.02-1.0％、
    W：0.10％-5.0％、
    N：0.01-0.5％、
    B：0.10％-5.0％、还含有
    Ti：0.01-5.0％、
    Zr：0.01％-5.0％中的一种或二种，其余为Ni和杂质、厚为3.0-300μm。
4.可在氧化气氛中接合的耐热材料用液相扩散接合合金箔，其特征在于，以质量％计，含有
    Si：6.0％-15.0％、
    Mn：0.1-2.0％
    Cr：0.50％-30.0％、
    Mo：0.10-5.0％、
    V：0.50％-10.0％、
    Nb：0.02-1.0％、
    W：0.10％-5.0％、
    N：0.01-0.5％、
    B：0.10％-5.0％、
    C：0.005-1.0％还含有
    Ti：0.01-5.0％、
    Zr：0.01％-5.0％中的一种或二种，其余为Ni和杂质、厚为3.0-300μm。
5.如权利要求1至4中任一项所述的可在氧化气氛中接合的耐热材料用液相扩散接合合金箔，其特征在于，实质上是玻璃质。
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