Brazing هي عملية انضمام تستخدم معدن حشو مع نقطة انصهار أقل من المعادن الأساسية لتشكيل رابطة قوية ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي يلزم فيها الدقة العالية ، أو الحد الأدنى من التشوه الحراري ، أو الانضمام إلى المعادن المختلفة. أحد العوامل الحاسمة في اختيار معدن حشو النحاس هو الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة - أعلى درجة حرارة يمكن للمفصل المراوغة أن تحمل دون فقدان القوة أو النزاهة أو الاستقرار الهيكلي. من بين مختلف المعادن الحشو النحاس المتاحة ، يبرز نوع واحد لقدرته الاستثنائية على تحمل الحرارة الشديدة: النيكل- المعادن حشو النحاس القائم على النيكل.
يشتهر معادن حشو النحاس المستندة إلى النيكل - ، وغالبًا ما يكون مملوءًا بالكروم ، والبورون ، أو السيليكون ، أو الحديد ، إلى درجات حرارة الخدمة القصوى المرتفعة ، والتي تتراوح عادةً من 1،200 درجة فهرنهايت (649 درجة) إلى 2000 درجة فهرنهايت (1093 درجة) ، أو تعتمد على تركيبات محددة محددة. هذا يتجاوز بكثير درجات حرارة الخدمة للمعادن الحشو المشتركة الأخرى: الحشو النحاسي - (حتى 1000 درجة f/538 درجة) ، والفضة - الحشو (حتى 800 درجة f/427 درجة) ، والألومين - (حتى 600 درجة F/316 درجة F/316. يكمن مفتاح مقاومة الحرارة في خصائص النيكل المتأصلة - نقطة انصهار عالية (2،651 درجة f/1،455 درجة) ، ومقاومة أكسدة ممتازة ، والقدرة على تكوين روابط معدنية قوية مع معظم المعادن العالية - ، بما في ذلك الفولاذ غير المقاوم للصدأ ، وأبلوي النيكل ، والخسائر.
ضمن الفئة القائمة على النيكل - ، يتم تصميم سبائك محددة لدرجات حرارة خدمة أعلى. على سبيل المثال ، Nickel - chromium - boron (ni - cr - b) ، مثل AWS bni {- 2 ، bni - 3 ، و bni - ، BNI-2 ، الذي يتكون في المقام الأول من النيكل مع كروم 14-16 ٪ ، 2.75-3.5 ٪ البورون ، وكميات صغيرة من السيليكون ، لديها أقصى درجة حرارة خدمة تبلغ حوالي 1800 درجة فهرنهايت (982 درجة). يوفر BNI-3 ، الذي يتضمن 7-9 ٪ من الكروم والسيليكون 3-4 ٪ (مع عدم وجود البورون) ، درجات حرارة أقل قليلاً ، ولكنه يحافظ على قوة تصل إلى 1900 درجة فهرنهايت (1،038 درجة) بسبب سبائك السيليكون ، مما يعزز استقرار درجة حرارة عالية.
الخيار الأكثر حرارة - المقاوم هو النيكل - chromium - - silicon (ni - cr - fe - si) ، المصممة للبيئات المستحقة. تتجنب هذه السبائك البورون (التي يمكن أن تشكل intermetallics الهشة في درجات حرارة عالية جدًا) وتعتمد على الكروم والسيليكون لمقاومة الأكسدة والترابط. يمكن لبعض المستحضرات في هذه الأسرة تحمل درجات حرارة الخدمة المستمرة تصل إلى 2000 درجة فهرنهايت (1093 درجة) ، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات الفضاء والتوربينات الغازية والفرن الصناعي حيث يكون التعرض المطول للحرارة الشديدة شائعًا.
درجة حرارة الخدمة العالية للنيكل - لا تعتبر معادن حشو النحاس المستندة إلى تكوينها الأساسي فحسب ، بل وأيضًا قدرتها على تكوين رابطة قوية وناشط - مع المعدن الأساسي. أثناء النحاس ، يذوب المعادن الحشو وتجلب الأسطح المعدنية الأساسية ، وفي درجات حرارة مرتفعة ، يحدث بعض الانفصال بين الحشو والمعادن الأساسية ، مما يخلق رابطة معدنية يقاوم الزحف والأكسدة وركوب الدراجات الحرارية. تظل هذه الرابطة مستقرة حتى عند تعرضها للتدفئة المتكررة والتبريد ، وهي متطلبات حاسمة لمكونات درجة الحرارة العالية- مثل شفرات التوربينات ومشعب العادم والمبادلات الحرارية.
في المقابل ، تفشل معادن الحشو الأخرى في درجات حرارة منخفضة بسبب التليين أو الأكسدة أو تدهور الرابطة. على سبيل المثال ، يتم تقدير مواد الحشو الفضية - من أجل سيولة عالية وقوتها في درجة حرارة الغرفة ولكنها تفقد القوة بسرعة أعلى من 800 درجة F (427 درجة) وهي عرضة للأكسدة في بيئات عالية- ، عالية- بيئات الأكسجين. يمكن للمواد الحشو المستندة إلى Copper - التعامل مع الحرارة المعتدلة ولكن تتأكسد بشكل كبير من 1000 درجة فهرنهايت (538 درجة) ما لم يتم حمايتها بواسطة جو تقليل ، مما يحد من استخدامها في تطبيقات درجة الحرارة المفتوحة - High -. حشو الألومنيوم - ، في حين أنه مفيد للانضمام إلى سبائك الألومنيوم ، تليين بشكل كبير أعلى من 600 درجة F (316 درجة) ولا يمكن تحمل الضغوط الحرارية لخدمة درجة الحرارة العالية -.
لزيادة درجة حرارة خدمة النيكل - ، تعد إجراءات النحاس المناسبة ضرورية. ويشمل ذلك تنظيف الأسطح المعدنية الأساسية لإزالة الأكاسيد والملوثات (التي يمكن أن تضعف الرابطة) ، وذلك باستخدام تدفق مناسب أو نحاس في جو خاضع للرقابة (على سبيل المثال ، الفراغ أو الغاز الخامل) لمنع الأكسدة أثناء التنظيف ، وضمان تصميم المفصل للتوسع الحراري دون التأكيد على المساحة النحيفة. يمكن أيضًا استخدام Post - معالجات الحرارة الشديدة لتعزيز البنية المجهرية للمعادن الحشو ، مما يؤدي إلى تحسين قوة درجة الحرارة العالية -.
باختصار ، Nickel - تعتمد على المعادن حشو البهجة ، وخاصة النيكل - chromium - السيليكون والنيكل - chromium - Iron - إلى 2000 درجة فهرنهايت (1093 درجة). إن مقاومة الحرارة ، واستقرار الأكسدة ، والترابط المعدني القوي يجعلها لا غنى عنها للتطبيقات التي تتطلب أداءً موثوقاً في الحرارة الشديدة. سواء في الفضاء أو توليد الطاقة أو التدفئة الصناعية ، تحدد هذه السبائك المعيار لمحشوشة درجات الحرارة العالية- ، والفضة الفضية والنحاس والألومنيوم - بواسطة هامش كبير.
