用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料及制備方法技術

本發明專利技術公開了一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料，由以下組分按照質量百分比組成：Cr為6.0％～9.0％，Si為5.0％～9.0％，Fe為3.0％～6.0％，Zr為5.0％～9.0％，B為2.5％～4.5％，其余為Ni，總計為100％。本發明專利技術還公開了該種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料的制備方法。本發明專利技術的非晶態高熵合金釬料，具有優良的強度、韌性及耐蝕性能，不易形成脆性金屬間化合物相，易于獲得高性能鉭/鋼釬接接頭；該高性能非晶合金釬料與異質母材的潤濕性好，釬焊操作工藝簡單，方便高效，對釬焊工藝適應性好，過程易于掌控及實現自動化，便于工程推廣。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料，由以下組分按照質量百分比組成：Cr為6.0％～9.0％，Si為5.0％～9.0％，Fe為3.0％～6.0％，Zr為5.0％～9.0％，B為2.5％～4.5％，其余為Ni，總計為100％。本專利技術還公開了該種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料的制備方法。本專利技術的非晶態高熵合金釬料，具有優良的強度、韌性及耐蝕性能，不易形成脆性金屬間化合物相，易于獲得高性能鉭/鋼釬接接頭；該高性能非晶合金釬料與異質母材的潤濕性好，釬焊操作工藝簡單，方便高效，對釬焊工藝適應性好，過程易于掌控及實現自動化，便于工程推廣。【專利說明】
本專利技術屬于焊接材料
，涉及一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬 料，本專利技術還涉及該種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料的制備方法。
技術介紹
鉭金屬具有優異的高溫性能、極高的抗腐蝕性、較高的延展性，在化工、電子、醫療 和原子能工業等領域應用廣泛。但作為稀貴金屬，鉭常以鋼結構襯里的形式使用。這種鉭 包覆鋼復合結構兼具鉭與鋼的性能優勢，但其制備及使用過程不可避免地涉及到鉭與鋼的 焊接問題。 目前，國內外關于鉭/鋼的焊接方法有電子束焊、氬弧焊、氦弧焊等。鉭為難熔金 屬，在上述熔焊過程中鉭未熔化而鋼早已熔化，致使焊接熔池偏移，嚴重影響焊接質量；同 時，鉭與鋼相熔性差，在焊接接頭產生大量的Fe2Ta、TaC等脆性金屬間化合物，導致接頭力 學性能下降。 為了實現鉭/鋼的有效焊接，一則需要避免熔化焊而采用釬焊方法，提高焊接質 量；二則需要選擇合適的焊接材料，抑制脆性金屬間化合物，提升接頭性能。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料，解決了現有技 術中的焊接方法易形成硬脆的金屬間化合物導致開裂，不易于獲得高性能制件的問題。 本專利技術的另一目的是提供一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料的制備方 法。 本專利技術采用的技術方案是，一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料，由以下 組分按照質量百分比組成：Cr為6. 0%?9. 0%，Si為5. 0%?9. 0%，Fe為3. 0%?6. 0%， Zr為5. 0%?9. 0%，B為2. 5%?4. 5%，其余為Ni，總計為100%。 本專利技術采用的另一技術方案是，一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料的制 備方法，按照以下步驟實施： 步驟1、利用超高真空電弧爐熔配母合金： 按照質量百分比稱量以下組分：Cr為6. 0%?9. 0%，Si為5. 0%?9. 0%，Fe為 3. 0%?6. 0%，Zr為5. 0%?9· 0%，B為2. 5%?4. 5%，其余為Ni，總計為100%，各組分 均為高純金屬，在超高真空電弧爐中熔配得到母合金； 步驟2、將熔制好的母合金利用高頻感應加熱重新熔化，應用單輥急冷快速凝固裝 置制備成厚度為50 μ m?80 μ m，寬為6mm?8mm，長為Im?2m的非晶態高商合金箔材，即 成。 本專利技術的有益效果是，該高性能非晶態高熵合金釬料具有優良的強度、韌性及耐 蝕性能，不易形成脆性金屬間化合物相，易于獲得高性能鉭/鋼釬接接頭；該高性能非晶合 金釬料與異質母材的潤濕性好，釬焊操作工藝簡單，方便高效，對釬焊工藝適應性好，過程 易于掌控及實現自動化，便于工程推廣。 【具體實施方式】 下面結合【具體實施方式】對本專利技術進行詳細說明。 本專利技術用于釬焊鉭與鋼的非晶釬料，由以下組分按照質量百分比組成：Cr為 6.0%?9.0%，Si*5.0%?9.0%，FeS3.0%?6.0%，ZrS5.0%?9.0%，B*2.5%? 4. 5%，其余為Ni，總計為100%。 在本專利技術的釬料成分中，對各化學元素的組成及含量限定理由分別敘述如下： 為了提高鉭與鋼釬接接頭的力學性能，需要獲得釬縫金屬的化學成分處在形成 高熵合金的主元含量范圍。針對具體待焊母材金屬鉭與鋼的成分特點，合金主元選擇 Ni-Fe-Si-Zr-Cr五元合金。主要原因有四點：①釬焊過程中母材的熔化以及近縫區母材 向熔池中的溶解不可避免，為預防焊縫產生脆性金屬間化合物，焊縫目標成分中須含有Fe ; ②Zr與Ni與活性金屬Ta具有很好的相容性，用之可有效抑制脆性金屬間化合物產生；③ 通過在釬料中添加 B、Si元素，一為降熔，二為活化去膜；④Cr的加入可有效提高釬料的成 形性和釬接強度，也能夠改善焊縫與鋼的熔合性，提高釬接界面結合性能。 該釬料屬高熵合金，其急冷快速凝固態為非晶箔材，經過焊接過程，形成的釬縫金 屬為Ni-Fe-Si-Zr-Cr等主元組成的晶態高j：商合金，上述多主元非晶高j：商合金釬料焊后形 成的釬縫基本上消除脆性金屬間化合物，接頭性能較高。 本專利技術用于釬焊鉭與鋼的非晶釬料的制備方法，按照以下步驟實施： 步驟1、利用超高真空電弧爐熔配母合金： 按照質量百分比稱量以下組分：Cr為6. 0%?9. 0%，Si為5. 0%?9. 0%，Fe為 3. 0%?6. 0%，Zr為5. 0%?9· 0%，B為2. 5%?4. 5%，其余為Ni，總計為100%，各組分 均為高純金屬，在超高真空電弧爐中恪配制得母合金； 步驟2、將熔制好的母合金利用高頻感應加熱重新熔化，應用單輥急冷快速凝固裝 置制備成厚度為50 μ m?80 μ m，寬為6mm?8mm，長為Im?2m的非晶態高商合金箔材，即 成。 采用上述的制備得到的非晶合金釬料箔材，在釬焊鉭/鋼的試樣接頭裝配時，先 將箔材置于待焊鉭與鋼的待焊界面之間，然后按照常規真空釬焊方法對裝配好了的接頭進 行加熱、保溫和凝固，實現鉭/鋼的釬接。 表1為本專利技術四個實施例的釬料組分含量表 【權利要求】1. 一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料，其特征在于，由以下組分按照質量百 分比組成：Cr 為 6. 0%?9. 0%，Si 為 5. 0%?9. 0%，Fe 為 3. 0%?6. 0%，Zr 為 5. 0%? 9. 0%，B為2. 5%?4. 5%，其余為Ni，總計為100%。2. -種權利要求1所述該種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料的制備方法，其特 征在于，按照以下步驟實施： 步驟1、利用超高真空電弧爐熔配母合金： 按照質量百分比稱量以下組分：Cr為6. 0 %?9. 0 %，Si為5. 0 %?9. 0 %，Fe為 3. 0%?6. 0%，Zr為5. 0%?9. 0%，B為2. 5%?4. 5%，其余為Ni，總計為100%，各組分 均為高純金屬，在超高真空電弧爐中熔配得到母合金； 步驟2、將熔制好的母合金利用高頻感應加熱重新熔化，應用單輥急冷快速凝固裝置制 備成厚度為50 y m?80 y m，寬為6mm?8mm，長為lm?2m的非晶態高商合金箔材，S卩成。【文檔編號】C22C45/04GK104480412SQ201410729341【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日 【專利技術者】翟秋亞, 徐錦鋒 申請人:西安理工大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于釬接鉭與鋼用非晶態高熵合金釬料，其特征在于，由以下組分按照質量百分比組成：Cr為6.0％～9.0％，Si為5.0％～9.0％，Fe為3.0％～6.0％，Zr為5.0％～9.0％，B為2.5％～4.5％，其余為Ni，總計為100％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：翟秋亞，徐錦鋒，
申請(專利權)人：西安理工大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61