Pagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero

Pagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero

1. Brazeability

Ang pangunahing problema sa stainless steel brazing ay ang oxide film sa ibabaw ay seryosong nakakaapekto sa basa at pagkalat ng solder.Ang iba't ibang hindi kinakalawang na asero ay naglalaman ng isang malaking halaga ng Cr, at ang ilan ay naglalaman din ng Ni, Ti, Mn, Mo, Nb at iba pang mga elemento, na maaaring bumuo ng iba't ibang mga oxide o kahit na mga composite oxide sa ibabaw.Kabilang sa mga ito, ang mga oxide Cr2O3 at TiO2 ng Cr at Ti ay medyo matatag at mahirap alisin.Kapag nagpapatigas sa hangin, ang aktibong pagkilos ng bagay ay dapat gamitin upang alisin ang mga ito;Kapag nagpapatigas sa proteksiyon na kapaligiran, ang oxide film ay maaaring bawasan lamang sa mataas na kadalisayan na kapaligiran na may mababang punto ng hamog at sapat na mataas na temperatura;Sa vacuum brazing, kinakailangan na magkaroon ng sapat na vacuum at sapat na temperatura upang makamit ang magandang epekto ng brazing.

Ang isa pang problema ng hindi kinakalawang na asero na pagpapatigas ay ang temperatura ng pag-init ay may malubhang epekto sa istraktura ng base metal.Ang brazing heating temperature ng austenitic hindi kinakalawang na asero ay hindi dapat mas mataas kaysa sa 1150 ℃, kung hindi, ang butil ay seryosong lalago;Kung ang austenitic na hindi kinakalawang na asero ay hindi naglalaman ng matatag na elementong Ti o Nb at may mataas na nilalaman ng carbon, ang pagpapatigas sa loob ng temperatura ng sensitization (500 ~ 850 ℃) ay dapat ding iwasan.Upang maiwasang bumaba ang resistensya ng kaagnasan dahil sa pag-ulan ng chromium carbide.Ang pagpili ng brazing temperature para sa martensitic stainless steel ay mas mahigpit.Ang isa ay upang itugma ang temperatura ng pagpapatigas sa temperatura ng pagsusubo, upang pagsamahin ang proseso ng pagpapatigas sa proseso ng paggamot sa init;Ang isa pa ay ang temperatura ng pagpapatigas ay dapat na mas mababa kaysa sa temperatura ng tempering upang maiwasan ang paglambot ng base metal sa panahon ng pagpapatigas.Ang prinsipyo ng pagpili ng temperatura ng pagpapatigas ng precipitation hardening hindi kinakalawang na asero ay kapareho ng sa martensitic na hindi kinakalawang na asero, iyon ay, ang temperatura ng pagpapatigas ay dapat tumugma sa sistema ng paggamot sa init upang makuha ang pinakamahusay na mga mekanikal na katangian.

Bilang karagdagan sa dalawang pangunahing problema sa itaas, mayroong isang ugali ng pag-crack ng stress kapag nagpapatigas ng austenitic hindi kinakalawang na asero, lalo na kapag nagpapatigas na may tansong zinc filler metal.Upang maiwasan ang pag-crack ng stress, ang workpiece ay dapat na pinapawi ang stress na annealed bago ang brazing, at ang workpiece ay dapat na pantay na pinainit sa panahon ng brazing.

2. Materyal na nagpapatigas

(1) Ayon sa mga kinakailangan sa paggamit ng mga hindi kinakalawang na asero weldment, ang karaniwang ginagamit na brazing filler metal para sa stainless steel weldments ay kinabibilangan ng Tin Lead brazing filler metal, silver based brazing filler metal, tanso na nakabatay sa brazing filler metal, manganese based brazing filler metal, nickel based brazing filler metal at mahalagang metal brazing filler metal.

Pangunahing ginagamit ang tin lead solder para sa hindi kinakalawang na asero na paghihinang, at angkop na magkaroon ng mataas na nilalaman ng lata.Kung mas mataas ang nilalaman ng lata ng panghinang, mas mahusay ang pagkabasa nito sa hindi kinakalawang na asero.Ang lakas ng paggugupit ng 1Cr18Ni9Ti stainless steel joints na may brazed na ilang karaniwang tin lead solder ay nakalista sa Talahanayan 3. Dahil sa mababang lakas ng mga joints, ginagamit lamang ang mga ito para sa pagpapatigas ng mga bahagi na may maliit na kapasidad ng tindig.

Talahanayan 3 shear strength ng 1Cr18Ni9Ti stainless steel joint brazed with tin lead solder

Ang mga metal na tagapuno na batay sa pilak ay ang pinakakaraniwang ginagamit na mga metal na tagapuno para sa pagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero.Kabilang sa mga ito, ang silver copper zinc at silver copper zinc cadmium filler metal ay pinaka-malawak na ginagamit dahil ang brazing temperature ay may maliit na epekto sa mga katangian ng base metal.Ang lakas ng ICr18Ni9Ti stainless steel joints na may brazed na ilang karaniwang silver based solders ay nakalista sa Table 4. Ang stainless steel joints brazed with silver based solders ay bihirang ginagamit sa highly corrosive media, at ang working temperature ng joints sa pangkalahatan ay hindi lalampas sa 300 ℃ .Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero na walang nickel, upang maiwasan ang kaagnasan ng brazed joint sa mahalumigmig na kapaligiran, ang brazing filler metal na may mas maraming nickel ay dapat gamitin, tulad ng b-ag50cuzncdni.Kapag nagpapatigas ng martensitic stainless steel, upang maiwasan ang paglambot ng base metal, ang brazing filler metal na may brazing temperature na hindi hihigit sa 650 ℃ ay dapat gamitin, tulad ng b-ag40cuzncd.Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero sa proteksiyon na kapaligiran, upang maalis ang oxide film sa ibabaw, ang lithium na naglalaman ng self brazing flux ay maaaring gamitin, tulad ng b-ag92culi at b-ag72culi.Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero sa vacuum, upang ang metal na tagapuno ay magkaroon pa rin ng mahusay na pagkabasa kapag hindi ito naglalaman ng mga elemento tulad ng Zn at CD na madaling mag-evaporate, ang silver filler metal na naglalaman ng mga elemento tulad ng Mn, Ni at RD ay maaaring pinili.

Talahanayan 4 lakas ng ICr18Ni9Ti stainless steel joint brazed na may silver based na filler metal

Ang mga metal na pampatigas na nakabatay sa tanso na ginagamit para sa pagpapatigas ng iba't ibang bakal ay pangunahing purong tanso, tansong nikel at tansong manganese cobalt brazing filler metal.Ang purong tansong brazing filler metal ay pangunahing ginagamit para sa pagpapatigas sa ilalim ng proteksyon ng gas o vacuum.Ang temperatura ng pagtatrabaho ng hindi kinakalawang na asero joint ay hindi hihigit sa 400 ℃, ngunit ang joint ay may mahinang oxidation resistance.Ang tansong nickel brazing filler metal ay pangunahing ginagamit para sa flame brazing at induction brazing.Ang lakas ng brazed 1Cr18Ni9Ti stainless steel joint ay ipinapakita sa Table 5. Makikita na ang joint ay may parehong lakas tulad ng base metal, at ang working temperature ay mataas.Ang Cu Mn co brazing filler metal ay pangunahing ginagamit para sa brazing martensitic stainless steel sa proteksiyon na kapaligiran.Ang magkasanib na lakas at temperatura ng pagtatrabaho ay maihahambing sa mga naka-brazed na may gintong tagapuno na metal.Halimbawa, ang 1Cr13 stainless steel joint brazed na may b-cu58mnco solder ay may parehong performance sa parehong stainless steel joint brazed na may b-au82ni solder (tingnan ang Table 6), ngunit ang gastos sa produksyon ay lubhang nabawasan.

Talahanayan 5 lakas ng paggugupit ng 1Cr18Ni9Ti hindi kinakalawang na asero pinagsamang brazed na may mataas na temperatura na tanso na base filler metal

Table 6 shear strength ng 1Cr13 stainless steel brazed joint

Pangunahing ginagamit ang mga metal na tagapuno na nakabatay sa manganese para sa pagpapatigas na may kalasag sa gas, at kailangang mataas ang kadalisayan ng gas.Upang maiwasan ang paglaki ng butil ng base metal, dapat piliin ang katumbas na brazing filler metal na may brazing temperature na mas mababa sa 1150 ℃.Ang kasiya-siyang epekto ng pagpapatigas ay maaaring makuha para sa mga hindi kinakalawang na asero na pinagsamang brazed na may manganese based solder, tulad ng ipinapakita sa Talahanayan 7. Ang working temperature ng joint ay maaaring umabot sa 600 ℃.

Talahanayan 7 shear strength ng lcr18ni9fi stainless steel joint brazed with manganese based filler metal

Kapag hindi kinakalawang na asero ay brazed na may nickel base filler metal, ang joint ay may mahusay na mataas na temperatura pagganap.Ang filler metal na ito ay karaniwang ginagamit para sa gas shielded brazing o vacuum brazing.Upang malampasan ang problema na mas maraming malutong na compound ang ginawa sa brazed joint sa panahon ng joint formation, na seryosong binabawasan ang lakas at plasticity ng joint, dapat mabawasan ang joint gap upang matiyak na ang mga elemento ay madaling bumuo ng brittle phase sa ang panghinang ay ganap na nakakalat sa base metal.Upang maiwasan ang paglitaw ng paglaki ng butil ng base metal dahil sa mahabang oras ng paghawak sa temperatura ng pagpapatigas, ang mga hakbang sa proseso ng panandaliang paghawak at paggamot sa diffusion sa mas mababang temperatura (kumpara sa temperatura ng pagpapatigas) pagkatapos ng hinang ay maaaring gawin.

Ang noble metal brazing filler metal na ginagamit para sa brazing na hindi kinakalawang na asero ay pangunahing kinabibilangan ng gold-based na filler metal at palladium na naglalaman ng mga filler metal, kung saan ang pinakakaraniwan ay b-au82ni, b-ag54cupd at b-au82ni, na may mahusay na pagkabasa.Ang brazed stainless steel joint ay may mataas na lakas ng mataas na temperatura at paglaban sa oksihenasyon, at ang maximum na temperatura ng pagtatrabaho ay maaaring umabot sa 800 ℃.Ang B-ag54cupd ay may mga katulad na katangian sa b-au82ni at mababa ang presyo nito, kaya malamang na palitan nito ang b-au82ni.

(2) Ang ibabaw ng hindi kinakalawang na asero sa flux at furnace atmosphere ay naglalaman ng mga oxide gaya ng Cr2O3 at TiO2, na maaari lamang alisin sa pamamagitan ng paggamit ng flux na may malakas na aktibidad.Kapag hindi kinakalawang na asero ay brazed na may tin lead solder, ang angkop na flux ay phosphoric acid aqueous solution o zinc oxide hydrochloric acid solution.Ang oras ng aktibidad ng phosphoric acid aqueous solution ay maikli, kaya dapat gamitin ang brazing method ng mabilis na pag-init.Maaaring gamitin ang mga flux ng Fb102, fb103 o fb104 para sa pagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero na may mga metal na tagapuno na batay sa pilak.Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero gamit ang metal na tagapuno na batay sa tanso, ginagamit ang fb105 flux dahil sa mataas na temperatura ng pagpapatigas.

Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero sa furnace, kadalasang ginagamit ang vacuum na kapaligiran o proteksiyon na kapaligiran tulad ng hydrogen, argon at decomposition ammonia.Sa panahon ng vacuum brazing, ang vacuum pressure ay dapat na mas mababa sa 10-2Pa.Kapag nagpapatigas sa isang proteksiyon na kapaligiran, ang dew point ng gas ay hindi dapat mas mataas kaysa sa -40 ℃ Kung ang gas purity ay hindi sapat o ang brazing temperature ay hindi mataas, ang isang maliit na halaga ng gas brazing flux, tulad ng boron trifluoride, ay maaaring idagdag sa kapaligiran.

2. Brazing technology

Ang hindi kinakalawang na asero ay dapat linisin nang mas mahigpit bago i-brazing upang maalis ang anumang grasa at oil film.Mas mainam na mag-braze kaagad pagkatapos maglinis.

Ang hindi kinakalawang na asero brazing ay maaaring magpatibay ng apoy, induction at furnace medium heating method.Ang furnace para sa brazing sa furnace ay dapat na may mahusay na temperatura control system (ang deviation ng brazing temperature ay kailangang ± 6 ℃) at maaaring mabilis na palamig.Kapag ang hydrogen ay ginagamit bilang shielding gas para sa brazing, ang mga kinakailangan para sa hydrogen ay nakasalalay sa brazing temperature at sa komposisyon ng base metal, ibig sabihin, mas mababa ang brazing temperature, mas naglalaman ng stabilizer ang base metal, at mas mababa ang hamog. Ang punto ng hydrogen ay kinakailangan.Halimbawa, para sa martensitic stainless steels tulad ng 1Cr13 at cr17ni2t, kapag nagpapatigas sa 1000 ℃, ang dew point ng hydrogen ay kinakailangang mas mababa sa -40 ℃;Para sa 18-8 chromium nickel stainless steel na walang stabilizer, ang dew point ng hydrogen ay dapat na mas mababa sa 25 ℃ habang nagpapatigas sa 1150 ℃;Gayunpaman, para sa 1Cr18Ni9Ti hindi kinakalawang na asero na naglalaman ng titanium stabilizer, ang hydrogen dew point ay dapat na mas mababa sa -40 ℃ kapag nagpapatigas sa 1150 ℃.Kapag nagpapatigas na may proteksyon ng argon, ang kadalisayan ng argon ay kinakailangan na mas mataas.Kung ang tanso o nikel ay nilagyan sa ibabaw ng hindi kinakalawang na asero, ang pangangailangan para sa kadalisayan ng shielding gas ay maaaring mabawasan.Upang matiyak ang pag-alis ng oxide film sa ibabaw ng hindi kinakalawang na asero, maaari ding magdagdag ng BF3 gas flux, at maaari ding gumamit ng lithium o boron na naglalaman ng self flux solder.Kapag ang vacuum brazing stainless steel, ang mga kinakailangan para sa vacuum degree ay nakadepende sa brazing temperature.Sa pagtaas ng temperatura ng pagpapatigas, ang kinakailangang vacuum ay maaaring mabawasan.

Ang pangunahing proseso ng hindi kinakalawang na asero pagkatapos ng pagpapatigas ay upang linisin ang natitirang flux at natitirang daloy ng inhibitor, at isagawa ang post brazing heat treatment kung kinakailangan.Depende sa flux at brazing method na ginamit, ang natitirang flux ay maaaring hugasan ng tubig, mekanikal na nililinis o kemikal na nililinis.Kung ang abrasive ay ginagamit upang linisin ang natitirang flux o oxide film sa pinainit na lugar malapit sa joint, buhangin o iba pang non-metallic fine particle ang dapat gamitin.Ang mga bahaging gawa sa martensitic stainless steel at precipitation hardening stainless steel ay nangangailangan ng heat treatment ayon sa mga espesyal na pangangailangan ng materyal pagkatapos ng brazing.Ang mga hindi kinakalawang na asero na pinagsamang brazed na may Ni Cr B at Ni Cr Si filler metal ay kadalasang ginagamot ng diffusion heat treatment pagkatapos ng brazing upang mabawasan ang mga kinakailangan para sa brazing gap at mapabuti ang microstructure at mga katangian ng mga joints.