Le brasage est un processus d'adhésion qui utilise un métal de remplissage avec un point de fusion inférieur à celui des métaux de base pour former une liaison forte, ce qui le rend idéal pour les applications où une haute précision, une distorsion de chaleur minimale ou une jointure de métaux différents est nécessaire. Un facteur critique dans la sélection d'un métal de remplissage de brasage est sa température de service maximale - La température la plus élevée que le joint brasé peut résister sans perdre de force, d'intégrité ou de stabilité structurelle. Parmi les divers métaux de remplissage de brasage disponibles, un type se distingue par sa capacité exceptionnelle à supporter une chaleur extrême: nickel - Brazing Fill Metals.
Les métaux de remplissage de brasage à base de nickel -, souvent alliés avec du chrome, du bore, du silicium ou du fer, sont réputés pour leurs températures de service maximales élevées, allant généralement de 1 200 degrés F (649 degrés) à 2 000 degrés F (1 093 degrés) ou plus, selon la composition Alloy spécifique. Cela dépasse de loin les températures de service d'autres métaux de remplissage communs: les charges basées sur le cuivre - (jusqu'à 1000 degrés f / 538 degrés), Silver - sont à base de charges (jusqu'à 800 degrés f / 427) et en aluminium - à base de charges (jusqu'à 600 degrés f / 316 degrés). La clé de leur résistance à la chaleur réside dans les propriétés inhérentes du nickel - un point de fusion élevé (2 651 degrés f / 1 455 degrés), une excellente résistance à l'oxydation et la capacité de former des liaisons métalliques solides avec la plupart des métaux de base -, notamment en acier inoxydable, en nickel Alloys et en suralliages.
Dans la catégorie basée sur le nickel -, des alliages spécifiques sont conçus pour des températures de service encore plus élevées. Par exemple, le nickel - chrome - boron (ni - cr - b), tels que AWS BNI - 2, bni - 3 et bni -} 4, sont largement utilisés dans des applications élevées. Le BNI-2, composé principalement de nickel avec 14-16% de chrome, 2,75 à 3,5% de bore et de petites quantités de silicium, a une température de service maximale d'environ 1800 degrés F (982 degrés). Le BNI-3, qui comprend 7 à 9% de chrome et 3-4% de silicium (sans bore), offre des températures de brasage légèrement inférieures mais maintient la force jusqu'à 1 900 degrés F (1038 degrés) en raison de son alliage à base de silicium, ce qui améliore la stabilité à haute température.
Une option de chaleur encore plus chauffante - est un nickel - chrome - Iron - Silicon (ni - cr - fe - Si) Alloys, conçu pour des environnements extrêmes. Ces alliages évitent le bore (qui peut former des intermétalliques fragiles à des températures très élevées) et s'appuyer sur le chrome et le silicium pour la résistance et la liaison à l'oxydation. Certaines formulations de cette famille peuvent résister à des températures de service continues jusqu'à 2 000 degrés F (1 093 degrés), ce qui les rend adaptés à des applications aérospatiales, de turbine à gaz et de fournaise industrielle où une exposition prolongée à une chaleur extrême est courante.
La température de service élevée de Nickel - Brazing Fill Metals est non seulement due à leur composition de base, mais aussi à leur capacité à former un lien basé sur une diffusion forte - avec le métal de base. Pendant le brasage, le métal de remplissage fait fondre et assouplit les surfaces de métal de base, et à des températures élevées, une interdiffusion se produit entre le remplissage et le métal de base, créant une liaison métallurgique qui résiste au fluage, à l'oxydation et au cyclisme thermique. Cette liaison reste stable même lorsqu'elle est exposée à un chauffage et à un refroidissement répétés, une exigence critique pour les composants de température élevés - comme les lames de turbine, les collecteurs d'échappement et les échangeurs de chaleur.
En revanche, d'autres métaux de remplissage échouent à des températures plus basses en raison du ramollissement, de l'oxydation ou de la dégradation des liaisons. Les charges basées sur Silver -, par exemple, sont évaluées pour leur fluidité et leur résistance élevées à température ambiante mais perdent rapidement de la résistance au-dessus de 800 degrés F (427 degrés) et sont sujettes à l'oxydation dans des environnements d'oxygène élevés. Les charges basées sur le cuivre - peuvent gérer une chaleur modérée mais s'oxyder sévèrement au-dessus de 1 000 degrés F (538 degrés) à moins que ce soit protégé par une atmosphère réductrice, limitant leur utilisation en applications de température ouvertes. Les charges basées sur l'aluminium -, tout en étant utiles pour rejoindre les alliages d'aluminium, adoucissent considérablement au-dessus de 600 degrés F (316 degrés) et ne peuvent pas résister aux contraintes thermiques de la température élevée -.
Pour maximiser la température de service des joints brasés à base de nickel-, les procédures de brasage appropriées sont essentielles. Cela comprend le nettoyage des surfaces métalliques de base pour éliminer les oxydes et les contaminants (ce qui peut affaiblir la liaison), en utilisant un flux ou un brasage approprié dans une atmosphère contrôlée (par exemple, l'aspirateur ou le gaz inerte) pour prévenir l'oxydation pendant le brasage, et garantir la conception des articulations permet une expansion thermique sans souligner la zone d'hémature. Le post - Les traitements thermiques braz peuvent également être utilisés pour améliorer la microstructure du métal de remplissage, améliorant encore sa résistance à la température -.
In summary, nickel-based brazing filler metals, particularly nickel-chromium-silicon and nickel-chromium-iron-silicon alloys, have the highest maximum service temperatures among brazing filler metals, with top formulations enduring up à 2 000 degrés F (1 093 degrés). Leur résistance à la chaleur, leur stabilité d'oxydation et leur forte liaison métallurgique les rendent indispensables pour les applications nécessitant des performances fiables dans une chaleur extrême. Que ce soit dans l'aérospatiale, la production d'électricité ou le chauffage industriel, ces alliages établissent la norme pour le brasage à température élevé -, surperformant l'argent, le cuivre et l'aluminium - à base de charges à base de marge significative.
