Tác động của oxy đối với tính ướt của thép không gỉ 304L bởi hợp kim eutectic Ag–Cu

Journal of Materials Science - Tập 51 - Trang 1713-1721 - 2015
Youngjo Kang1, Jihye Han2, Hyelim Kim2, Joonho Lee2
1Department of Materials Science and Engineering, Dong-A University, Busan, Republic of Korea
2Department of Materials Science and Engineering, Korea University, Seoul, Republic of Korea

Tóm tắt

Để đề xuất các điều kiện hàn bôi trơn cho thép không gỉ 304L với hợp kim eutectic Ag–Cu có chứa oxy, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm độ ướt và thử nghiệm hàn bôi trơn sandwich. Trong các thử nghiệm độ ướt, góc tiếp xúc giảm nhẹ khi nhiệt độ tăng. Ngoài ra, khi hàm lượng oxy trong hợp kim Ag–Cu được kiểm soát trong khoảng từ 0,0212 đến 0,0415 wt%, góc tiếp xúc giảm xuống chỉ còn khoảng 70°–75° ở 1093 K. Từ các thử nghiệm hàn bôi trơn sandwich, với hợp kim Ag–Cu không chứa oxy, đã quan sát thấy một số khuyết tật quy mô vĩ mô, trong khi hợp kim Ag–Cu có 0,0415 wt% oxy cho thấy giao diện vững chắc với kim loại cơ sở. Điều này có thể được gây ra bởi sự loại bỏ hoặc biến đổi của lớp oxit Cr2O3 trên bề mặt thép không gỉ do oxy và đồng hòa tan. Các thí nghiệm hiện tại gợi ý rằng hàn bôi trơn thép không gỉ có thể thực hiện được với hợp kim eutectic Ag–Cu bằng cách kiểm soát hàm lượng oxy mà không cần áp dụng chân không cao.

Từ khóa

#304L thép không gỉ #hợp kim eutectic Ag–Cu #oxy #hàn bôi trơn #độ ướt

Tài liệu tham khảo

Eustathopoulos N, Nicholas M, Drevet B (1999) Wettability at high temperatures (Pergamon Materials Series Book 3). Pergamon, Oxford Committee on Brazing and Soldering (1976) Brazing manual, 3rd edn. American Welding Society, Miami Arata Y, Ohmori A, Cai HF (1983) Studies on vacuum brazing (Report II): removal of oxide film from stainless steel surface and brazing alloy spreading mechanism. Trans JWRI 12:27–34 Kozlova O, Voytovych R, Devismes MF, Eustathopoulos N (2008) Wetting and brazing of stainless steels by copper–silver eutectic. Mat Sci Eng A 495:96–101. doi:10.1016/j.mesa.2007.10.101 Wall AJ, Milner DR (1961) Wetting and spreading phenomena in a vacuum. J Inst Metal 90:394–402 Okamoto I, Ohmori A, Arata Y, Chen D, Xu Z Z, Wu L (1980) A study on tunneling flow of filler metal in aluminum brazing. Trans JWRI 9:143–150 Lee J, Tanaka T, Asano Y, Hara S (2004) Oxygen adsorption behavior on the surface of the liquid Cu–Ag alloys. Mater Trans 45:2719–2722. doi:10.2320/matertrans.45.2719 Kim T, Lee J, Kim Y, Kim JM, Yuan Z (2009) Investigation of the dynamic reactive wetting of Sn–Ag–Cu solder alloys on Ni(P)/Au coated Cu substrates. Mater Trans 50:2695–2698. doi:10.2320/matertrans.M2009242 Lee J, Park J, Kim Y, Jeon SH (2010) Improvement of the wettability of SiMn IF-HSS by liquid zinc by controlling the dew point of the annealing gas atmosphere. J Mater Sci 45:2112–2117. doi:10.1007/s10853-009-4131-2 Kim JW, Lee JM, Lee J, Lee JC (2014) Role of excess Al on the combustion reaction in the Al–TiO2–C system. Met Mater Int 20:1151–1156. doi:10.1007/s12540-014-6020-8 Jacob KT, Kale GM, Iyengar GNK (1986) Oxygen potentials, Gibbs’ energies and phase relations in the Cu-Cr-O system. J Mater Sci 21:2753–2758. doi:10.1007/BF00551483 Turkdogan ET (1980) Physical chemistry of high temperature technology. Academic Press, New York Subramanian PR, Perepezko JH (1993) The Ag–Cu (silver–copper) system. J Phase Equilib 14:62–75. doi:10.1007/BF02652162 Oberg KE, Friedman LM, Boorstein WM, Rapp RA (1971) The diffusivity and solubility of oxygen in liquid copper and liquid silver from electrochemical measurements. Metall Trans B 4:61–67. doi:10.1007/BF02649605 Hallstedt B, Gauckler LJ (2003) Revision of the thermodynamic descriptions of the Cu-O, Ag-O, Ag-Cu-O, Bi-Sr-O, Bi-Ca-O, Bi-Cu-O, Sr-Cu-O, Ca-Cu-O and Sr-Ca-Cu-O systems. Calphad 27:177–191. doi:10.1016/S0364-5916(03)00050-6 Pancotti A, Siervo AD, Carazzolle MF, Landers R, Kleiman GG (2011) Ordered oxide surfaces on metals: chromium oxide. Top Catal 54:90–96. doi:10.1007/s11244-011-9628-7 Marquardt MA, Ashmore NA, Cann DP (2006) Crystal chemistry and electrical properties of the delafossite structure. Thin Solid Films 496:146–156. doi:10.1016/j.tsf.2005.08.316 Shannon RD, Rogers DB, Prewitt CT (1969) Chemistry of noble metal oxides. I. Syntheses and properties of ABO2 delafossite compounds. Inorg Chem 10:713–718. doi:10.1021/ic50098a011 Evans HE, Hilton DA, Holm RA, Webster SJ (1983) Influence of silicon additions on the oxidation resistance of a stainless Steel. Oxid Met 19:1–18. doi:10.1007/BF00656225