一种采用钛箔钎焊连接Hastelloy N合金的方法技术

技术编号:13160252 阅读:57 留言:0更新日期:2016-05-10 08:18
本发明专利技术是一种采用钛箔钎焊连接Hastelloy N合金的方法,该方法选取钛箔作为钎焊时的连接材料,采用502胶水将Hastelloy N合金板一、钛箔和Hastelloy N合金板二粘牢;随后进行钎焊,钎焊过程中,钛箔中Ti元素与Hastelloy N合金中的Ni元素发生共晶熔化转变为液相,在此过程中Hastelloy N合金内的Cr、Mo、Fe、Si、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散作用;凝固过程中,钎缝内形成了TiNi3基体、Mo-Ni颗粒及TiC颗粒等组织。本发明专利技术的有益效果:通过应用钎焊技术实现了Hastelloy N合金薄壁管板之间的连接,获得了高温下稳定可靠的接头,该方法成本低、操作简单,提高了熔盐管路部件等的运行寿命,促进了熔盐堆的发展和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于Hastel1yN合金焊接
,具体涉及。
技术介绍
熔盐堆作为第四代核反应堆六种候选堆型之一,具有核燃料可持续利用、高的热转化效率、良好的安全性等优点。Hastelloy N合金作为一种固溶强化型镍基高温合金,具有优异的高温力学性能、抗氧化性、耐腐蚀性以及耐福照性能。基于此,Haste I 1y N合金常被用来制造回路管道、堆芯容器及换热器等熔盐堆中的关键部件。由于换热器中多是薄壁管板结构,采用常规的熔焊技术会熔蚀薄管壁,破坏管板结构的完整性。如何解决换热器中Hastelloy N合金管板之间的连接问题对推动熔盐堆的发展和应用至关重要。钎焊技术具有成本低、操作简单、不破坏母材原有结构、获得的接头强度高、性能稳定等优点。因此,本专利技术采用钎焊的方法连接Hastelloy N合金与Hastelloy N合金,相关技术亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法。为了实现上述目的,本专利技术所采取的措施: 所述的一种采用钛箔钎焊连接Hastel1y N合金的方法,其特征在于在两块材质相同的Hastelloy N合金板一和Hastelloy N合金板二之间采用钛箔作为钎焊材料进行钎焊连接,作为钎焊材料的钛箔与Hastelloy N合金板一、Hastelloy N合金板二中的Ni元素发生共晶融化转变为液相,使得Hastelloy N合金板一和Hastelloy N合金板二内的Cr、Mo、Fe、S1、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散,凝固结束后,使得钎缝里形成了 TiNi3基体5、Mo-Ni颗粒6及TiC颗粒4等组织。所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法,其特征在于包括如下几个步骤: 1)用砂纸打磨并抛光,除去HastelloyN合金板一和Hastelloy N合金板二表面的油污; 2)选取一定厚度与纯度的钛箔作为钎焊时所用钎料; 3)将各部分材料按照HastelloyN合金板一、钛箔、Hastelloy N合金板二的顺序用502胶水紧密粘牢,放入高温真空炉; 4)将HastelloyN合金板一、钛箔、Hastelloy N合金板二加热到290_310°C,保温25?30分钟,以使502胶水挥发; 5)将HastelloyN合金板一、钛箔、Hastelloy N合金板二继续加热到920_940°C,保温8?12分钟,以保证真空炉中温度分布均匀; 6)将Hastel1yN合金板一、钛箔、Hastel1y N合金板二继续加热到钎焊温度,保温5?60分钟,钛箔与Hastelloy N合金板一、Hastelloy N合金板二中的Ni元素发生共晶恪化转变为液相,并使Hastelloy N合金内的Cr、Mo、Fe、S1、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散; 7)将Hastelloy N合金板一、钛箔、Hastelloy N合金板二从钎焊温度降温至290-310°C,使钎缝里形成TiNi3基体、Mo-Ni颗粒及TiC颗粒等组织,再从290-310°C随炉冷却至室温O所述的,其特征在于步骤2)中钛箔的厚度为0.025-0.150mm,钛箔的纯度为99.99%。所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法,其特征在于步骤2)中钛箔的厚度为0.06-0.1mm。所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法,其特征在于步骤6)的钎焊温度为980?1100°C。所述的一种采用钛箔钎焊连接HastelloyN合金的方法,其特征在于步骤7)中的炉内温度以每分钟5_7°C的速度均匀降至290-310°C,优选降温温度为300°C。本专利技术的有益效果:本专利技术以钛箔为钎焊材料,通过应用钎焊技术实现了Hastelloy N合金薄壁管板之间的连接,得到了稳定可靠的接头,该方法成本低、操作简单,提高了熔盐管路等部件的运行寿命,促进了熔盐堆的发展和应用。【附图说明】图1是使用该方法形成钎焊接头的原理示意图; 图2是使用该方法所得钎焊焊缝的成分示意图。图中:1-HastelloyN合金板一,2-钛箔,3-Hastelloy N合金板二,4-TiC 颗粒,5-TiNi3 基体、6-Mo-Ni 颗粒。【具体实施方式】以下结合实施例对本专利技术作进一步的描述,但本专利技术的保护范围并不仅限于此。如图1和图2所示,本专利技术为采用钛箔2钎焊连接Hastel 1y N合金板一I与Hastelloy N合金板二3的方法,它选取一定厚度与纯度的钛箔2作为钎焊所用钎料,将该钎料放置于Hastelloy N合金板一I和Hastelloy N合金板二3中间;钎焊过程中,作为钎料的钛箔2与Hastelloy N合金板一1、Hastelloy N合金板二3Ni元素发生共晶融化转变为液相,使得Hastelloy N合金板一l、Hastelloy N合金板二3内的Cr、Mo、Fe、S1、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散,凝固结束后,使得钎缝里形成了 TiNi3基体5、Mo-Ni颗粒6及TiC颗粒4等组织,本专利技术所作的钛箔2的厚度为0.025?0.150mm,优选厚度为0.06-0.1mm,钛箔的纯度为99.99%ο实施例:以采用钛箔2在钎焊温度1050°C并保温时间30min,连接Hastelloy N合金板一I与Hastelloy N合金板二3为例,其连接过程如下: 1)选取厚度为0.127mm,纯度99.99%的钛箔2作为钎焊所用钎料; 2)按照HastelloyN合金板一1、钛箔2、Hastell0y N合金板二3的顺序用502胶水将其紧密粘牢,放入高温真空炉; 3)将试验温度以每分钟10°C的速度由室温加热到300°C,保温30分钟,使502胶水挥发; 4)将试验温度以每分钟10°C的速度由300°C加热到930°C,保温lOmin,使炉中温度分布均匀; 5)将试验温度以每分钟10°C的速度由930°C加热到1050°C,保温30分钟; 6)使炉内温度以每分钟6°C左右的速度均匀降至300°C。对钎焊温度为1050°C、保温时间为30min下所获得的接头进行剪切试验,接头的剪切强度327.5MPa,所得的接头性能优异稳定,满足实际工况要求。通过应用钎焊技术实现了Hastelloy N合金薄壁管板之间的连接,得到了稳定可靠的接头,该方法成本低、操作简单,提高了熔盐管路等部件的运行寿命,促进了熔盐堆的发展和应用。【主权项】1.一种采用钛箔钎焊连接Has tel 1y N合金的方法,其特征在于在两块材质相同的Hastelloy N合金板一和Hastel1y N合金板二之间采用钛箔作为钎焊材料进行钎焊连接,作为钎焊材料的钛箔与Hastel1y N合金板一、Hastel1y N合金板二中的Ni元素发生共晶融化转变为液相,使得Hastelloy N合金板一和Hastelloy N合金板二内的Cr、Mo、Fe、S1、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散,凝固结束后,使得钎缝里形成了 TiNi3基体5、Mo-Ni颗粒6及TiC颗粒4等组织。2.根据权利要求1所述的一种采用钛箔钎焊连接Hastel1yN合金的方法,其特征在于包括如下几个步骤: 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用钛箔钎焊连接Hastelloy N合金的方法,其特征在于在两块材质相同的Hastelloy N合金板一和Hastelloy N合金板二之间采用钛箔作为钎焊材料进行钎焊连接,作为钎焊材料的钛箔与Hastelloy N合金板一、Hastelloy N合金板二中的Ni元素发生共晶融化转变为液相,使得Hastelloy N合金板一和Hastelloy N合金板二内的Cr、Mo、Fe、Si、C等元素向钎缝内溶解并发生扩散,凝固结束后,使得钎缝里形成了TiNi3基体5、Mo‑Ni颗粒6及TiC颗粒4等组织。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:贺艳明杨学顺杨建国谢浩沈寒旸王丽梅谢志刚高增梁
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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