Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Brazing of Titanium with Aluminium Alloys

Winiowski A., Majewski D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2A

763--770

EN

This study presents results of vacuum diffusion brazing of Grade 2 titanium with 6082 (AlMg1Si0.6Cu0.3) aluminium alloy using B-Ag72Cu-780 (Ag72Cu28) grade silver brazing metal as an interlayer. Brazed joints underwent shear tests, light-microscopybased metallographic examinations and structural examinations using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray energy dispersive spectrometry (EDS). The highest quality and shear strength of 20 MPa was characteristic of joints brazed at 530°C with a 30-minute hold. The structural examinations revealed that in diffusion zone near the boundary with titanium the braze contained solid solutions based on hard and brittle Ti-Al type intermetallic phases determining the strength of the joints.

2

Brazing of Alloy Based on Fe3Al Aluminide

Winiowski A., Różański M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 4

1487--1491

EN

Alloys based on the Fe3Al intermetallic phase belong to a new generation of metallic materials intended for operation at higher temperatures and having properties something between those of metals and ceramic materials. They are characterised by relatively high oxidation resistance, high corrosion resistance, high-temperature creep resistance, high electrical resistivity, high abrasion resistance as well as resistance to erosion and cavitation. Although the material costs of these alloys are relatively low, they belong to materials which are very difficult to join by means of welding methods. For this reason, joining such materials remains an important and current research and technological problem. One of the methods used for joining such materials is brazing. This work shows the results of technological tests concerned with vacuum brazing an alloy based on the Fe3Al (Fe86Al14) phase using silver (Ag72Cu28) and copper-nickel (Cu90Ni210, Cu95Ni5) filler metals as well as presents the results of tests on the mechanical and structural properties of obtained joints.

PL

Stopy na osnowie fazy międzymetalicznej typu Fe3Al należą do nowszej generacji materiałów metalicznych, przeznaczonych do pracy w podwyższonych temperaturach, o właściwościach pośrednich pomiędzy metalami a materiałami ceramicznymi. Charakteryzują się one przede wszystkim stosunkowo wysoką odpornością na utlenianie i korozje, żarowytrzymałością, wysoką rezystywnością elektryczną, a także wysoką odpornością na ścieranie, erozje i kawitacje. Stopy te, o stosunkowo niskich kosztach materiałowych, należą jednak do materiałów bardzo trudno spajalnych metodami spawalniczymi, dlatego zagadnienie ich łączenia stanowi wciąż ważny i aktualny problem badawczy oraz technologiczny. Jedna z metod łączenia takich materiałów jest lutowanie twarde. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań technologicznych z zakresu lutowania próżniowego stopu na osnowie fazy Fe3Al (Fe86Al14), spoiwami: srebrnym (Ag72Cu28) i miedziano-niklowymi (Cu90Ni210, Cu95Ni5), a także wyniki badań właściwości wytrzymałościowych i strukturalnych uzyskanych połączeń.

3

Mechanical and structural properties of joints of stainless steel and titanium brazed with silver filler metals containing tin

Winiowski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 4

991-1000

EN

Joining of titanium and its alloys with stainless steel by means of welding methods and obtaining joints characterised by good operation properties constitutes today a significant problem in relation to research and technology. Apart from specialised welding technologies, brazing is one of the basic methods applied for joining these having diversified physical and chemical properties material combinations. Brazing is especially recommendable in the production of systems and heat exchangers for chemical industry as well as subassemblies of nuclear reactors and aircraft engines and accessories. Similarly as in case of welded joints of stainless steel and titanium, the mechanical properties of brazed joints of the aforesaid materials are connected with the occurrence of hard and brittle intermetallic phases appearing in the form of continuous layers on braze boundaries. This work reports testing of strength properties and investigation of structures of vacuum-brazed joints of stainless chromium-nickel steel (X6CrNiTi18-10) and titanium (Grade 2) at 820÷900°C for 5÷20 min by means of silver brazing filler metals with tin grade B-Ag68CuSn-730/755 (Ag68Cu28Sn4) i B-Ag65CuSnNi-740/767 (Ag65Cu28Sn5Ni2). These filler metals assure better wettability of stainless steel hard to wettable in vacuum brazing. The structural tests were conducted taking advantage of optical microscopy; by means of a scanning electron microscope (SEM) and energy-dispersion spectrometer (EDS). The test results allowed to specify the most convenient brazing parameters of the tested material system from the mechanical properties point of view and to determine of qualitative and geometrical changes in joint structures depending on temperature and brazing times.

PL

Łączenie metodami spawalniczymi tytanu i jego stopów ze stalą nierdzewną i uzyskanie w efekcie połączeń o wymaganej dobrej jakości oraz korzystnych własnościach eksploatacyjnych stanowi wciąż ważny i aktualny problem badawczy oraz technologiczny. Lutowanie twarde obok specjalistycznych metod spawania i zgrzewania jest jedną z podstawowych metod łączenia tego układu materiałowego o zróżnicowanych własnościach fizycznych i chemicznych. Metoda ta jest szczególnie zalecana w produkcji instalacji oraz wymienników ciepła dla przemysłu chemicznego, a także podzespołów reaktorów nuklearnych oraz osprzętu i silników lotniczych. Własności mechaniczne połączeń lutowanych tytan - stal nierdzewna, podobnie jak połączeń spawanych i zgrzewanych tych materiałów, są związane z występowaniem twardych i kruchych faz międzymetalicznych wydzielających się w postaci ciągłych warstw na granicach lutowin. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań własności wytrzymałościowych oraz struktur połączeń stali nierdzewnej chromowo-niklowej X6CrNiTi18-10 z tytanem Grade 2 lutowanych próżniowo w temperaturach 820÷900°C i czasach 5÷20 min lutami srebrnymi, zawierającymi niewielki dodatek cyny, w gat. B-Ag68CuSn-730/755 (Ag68Cu28Sn4) i B-Ag65CuSnNi-740/767 (Ag65Cu28Sn5Ni2). Luty te zapewniają korzystniejszą zwilżalność trudno zwilżalnej w warunkach lutowania próżniowego stali nierdzewnej. Badania strukturalne połączeń prowadzono z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej, mikroskopu elektronowego - skaningowego (SEM) oraz spektrometru dyspersji energii (EDS). Przeprowadzone badania pozwoliły na ustalenie najkorzystniejszych ze względu na własności mechaniczne parametrów lutowania badanego układu materiałowego a także na określenie zmian strukturalnych w połączeniach, wykonywanych w różnych warunkach temperaturowo - czasowych procesu.

4

Structural and mechanical properties of brazed joints of stainless steel and aluminium

Winiowski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 2

523-533

EN

Development of metals and alloys joining technology in modern scopes of industry is largely related to research of new technology of joining the materials of different physical and chemical properties. It deals with joining of stainless steel with lights metals as aluminum and its alloys. Obtaining the good quality and the high strength joints of this type is actually important technological and research problem. These properties are largely dependant of the appearance of brittle intermetallics in form of layers. Brazing is one of fundamental methods of performing these joints. In this publication the brazeability of composition stainless steel – aluminum is characterized and previous research attainment in the scope of brazing of this composition is discussed. There are also presented the results of investigation carried out in Institute of Welding in Gliwice. These investigations were conducted using the method of brazing with different rate of heating e.g. induction brazing in air (quick) and furnace brazing in argon atmosphere (slow). The filler metals of near eutectic composition Al-Si without alloying elements and with Ni and Cu were used. For all brazing joints the results of shear strength depended on holding time in brazing temperature and the results of structure analysis with kinetic of formation brittle phases are presented. The obtain results of investigation made it possible to select the best technological conditions of brazing of stainless steel and aluminum.

PL

Rozwój technologii łączenia metali i stopów w nowoczesnych dziedzinach przemysłu wiąże się w dużej mierze z opracowywaniem technologii łączenia materiałów o zróżnicowanych własnościach fizycznych i chemicznych. Dotyczy to między innymi łączenia stali nierdzewnej z metalami lekkimi np. z aluminium i jego stopami. Uzyskanie połączeń tego typ o dobrej jakości oraz o wysokich własnościach mechanicznych stanowi aktualnie ważny problem technologiczny i badawczy. Własności te są w znaczącym stopniu uwarunkowane występowaniem warstwowych wydzieleń kruchych faz międzymetalicznych w połączeniach. Do podstawowych metod wykonywania ww. połączeń należy lutowanie twarde. W artykule scharakteryzowano lutowalność układu materiałowego stal nierdzewna – aluminium oraz omówiono dotychczasowe osiągnięcia badawcze z zakresu jego lutowania. Przedstawiono również własne wyniki badań, realizowanych w Instytucie Spawalnictwa w Gliwicach. Badania te prowadzono przy zastosowaniu do lutowania nagrzewania o zróżnicowanej prędkości – indukcyjnego (szybkie) na powietrzu i piecowego (wolniejsze) w atmosferze argonu. Jako luty stosowano stopy Al-Si o składzie zbliżonym do eutektycznego bez dodatków stopowych oraz z dodatkiem Ni i Cu. Dla wszystkich połączeń lutowanych przedstawiono wyniki wyniki metalograficznej analizy strukturalnej z uwzględnieniem kinetyki powstawania kruchych i twardych faz oraz badań wytrzymałości na ścinanie w zależności od czasu wytrzymania próbek w temperaturze lutowania. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na dobór najkorzystniejszych warunków technologicznych lutowania twardego stali nierdzewnej z aluminium.

5

Lutowanie dyfuzyjne tytanu i jego stopu z aluminium na osnowie fazy TiAl (gamma)

Winiowski A., Różański M.

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2008

|

R. 52, nr 5

104-104

PL

Podstawowe własności fizyko - chemiczne i lutowność tytanu oraz jego stopów na osnowie faz międzymetalicznych. Lutowanie dyfuzyjne - zasada procesu i warunki stosowania. Wytrzymałość na ścinanie oraz struktury połączeń tytanu (Grade2) i stopu TiAl48Cr2Nb2 na osnowie fazy TiAl - gamma, lutowanych dyfuzyjnie z użyciem warstw przekładkowych ze spoiwa srebrnego do lutowania w gat. B-Ag72Cu-780 (AG 401), miedzi (gat.CF032A) i niklu (Ni99,0). Parametry i warunki lutowania.

EN

It has been discussed the basic physical and chemical properties of titanium and its alloys based on intermetallic phases as well as their brazeability. The principles of the diffusion brazing process and application conditions have been presented. The shear strength and structures of the joints of titanium (Grade 2) and TiAl48Cr2Nb2 alloy based on the TiAl - gamma phase diffusion brazed with the use of silver filler metal (Grade B-Ag72Cu-780; AG 401), copper (Grade CF032A) and nickel (Ni99,0) interlayers as well as brazing conditions have been given.

6

Impact of conditions and parameters of brazing of stainless steel and titanium on mechanical and structural properties of joints

Winiowski A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2007

|

Vol. 52, iss. 4

593-608

EN

Joining of materials having diversified physical and chemical properties by means of welding methods and obtaining joints characterised by good operation properties constitutes today a significant problem in relation to research and technology. The issue concerns also the joining of stainless steels with titanium as well as with titanium-based alloys and composites. Apart from specialised welding technologies, brazing is one of the basic methods applied for joining such material combinations in the production of systems and heat exchangers for chemical industry as well as subassemblies of nuclear reactors and aircraft engines and accessories. Similarly as in case of welded joints of stainless steel and titanium, the mechanical properties of brazed joints of the aforesaid materials are connected with the occurrence of hard and brittle intermetallic phases appearing in the form of continuous layers on braze boundaries. This work reports testing of strength properties and investigation of structures of vacuum-brazed joints of stainless chromium-nickel steel (X6CrNiTi18-10) and titanium (Grade 2) at 820�€900.C for 5�€40 min by means of silver brazing filler metal (B-Ag72Cu-780). The structural tests were conducted taking advantage of optical microscopy; by means of a scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and and energy-dispersion spectrometer (EDS). The test results enabled the identification of phases in brazes and their diffusion zones and proved that strength properties of joints depend on brittle and very hard layers of intermetallic phases such as Cr13Fe35Ni3Ti7, CuTi2, CuFeTi2 and CuTi types (with significant content of Fe) formed on the steel side. The determination of the kinetics of qualitative and geometrical changes in joint structures depending on temperature and brazing times allowed to specify the most convenient brazing parameters of the tested material system from the mechanical properties point of view.

PL

Łączenie metodami spawalniczymi materiałów o zróżnicowanych własnościach fizycznych i chemicznych oraz uzyskiwanie połączeń o wymaganych dobrych własnościach eksploatacyjnych stanowi ważny i aktualny problem badawczy oraz technologiczny. Dotyczy to między innymi połączeń stali nierdzewnych z tytanem a także stopami i materiałami kompozytowymi na osnowie tego metalu. Lutowanie twarde obok specjalistycznych metod spawania i zgrzewania jest jedną z podstawowych metod łączenia takich układow materiałowych w produkcji instalacji oraz wymiennikow ciepła dla przemysłu chemicznego, a także podzespołów reaktorów nuklearnych oraz osprzętu i silników lotniczych. Własności mechaniczne połączeń lutowanych stal nierdzewna-tytan, podobnie jak połączeń spawanych i zgrzewanych tych materiałów, są związane z występowaniem twardych i kruchych faz międzymetalicznych, wydzielających się w postaci ciągłych warstw na granicach lutowin. W niniejszej pracy przeprowadzono badania własności wytrzymałościowych oraz badania struktur połączeń stali nierdzewnnej chromowo-niklowej X6CrNiTi18-10 z tytanem Grade 2 lutowanych pro.niowo w temperaturach 820-900°C i czasach 5-40min lutem srebrnym B-Ag72Cu-780. Badania strukturalne prowadzono z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej, mikroskopów elektronowych: skaningowego (SEM) i transmisyjnego (TEM) oraz spektrometru dyspersji energii (EDS). Wyniki badań pozwoliły na identyfikację faz w lutowinach i ich strefach dyfuzyjnych a także wykazały, że za własności wytrzymałościowe połączeń odpowiedzialne są powstające od strony stali kruche i bardzo twarde warstwy faz międzymetalicznych typu Cr13Fe35Ni3Ti7. CuTi2, CuFeTi2, i CuTi (z dużą zawartością Fe). Określenie kinetyki zmian jakościowych i geometrycznych w strukturach połączeń w zależności od temperatur i czasów lutowania pozwoliło na ustalenie najkorzystniejszych ze względu na własności mechaniczne parametrow lutowania badanego układu materiałowego.