專利名稱：與軟玻璃封接耐蝕合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵鉻基合金、特別是涉及一種耐溴氣、氯氣腐蝕的并且能與軟玻璃進行封接的合金材料。
測量α、β、γ射線能量的計數管，在管內均充有溴氣、氯氣等，其目的在于使計數管內的電子不產生二次電離作用。因此，計數管所用金屬材料必須耐溴、氯等氣體的腐蝕，如果金屬材料耐腐蝕性能差，則計數管的內壁將會因被腐蝕而發生變化，這將使計數管的性能參數發生波動而影響測量的精度。所以如何使計數管在長期使用期間技術參數穩定，是當今國內外該行業急需解決的問題。本合金不但具有良好耐溴、氯腐蝕的性能，而且能與軟玻璃進行封接，其室溫到500℃范圍內膨脹系數為10.4-11.6×10-6/℃。
日本專利特開昭61-147850、特開昭62-188753和特開昭62-44526分別公開了鐵(Fe)-錳(Mn)-鈮(Nb)-鉻(Cr)-鋁(Al)系統的合金配方，以作為玻璃封接用合金。同樣，鐵(Fe)-錳(Mn)-鉻(Cr)-鈹(Be)系統的合金配方也在特開昭62-188751和62-188752中被公開。另外，在美國專利4，711，826和4，816，216中分別闡述了一種具有改進的玻璃封接性能的鐵(Fe)-鎳(Ni)合金材料。美國專利4，214，903和4，083，718中也揭示了作為封接材料的鉍(Bi)-錫(Sn)-銦(In)合金。在美國專利4，492，603和3，929，470中揭示了鐵(Fe)-鎳(Ni)-鉻(Cr)合金作為封接材料。綜上所述，從化學成分的設計方面，尚未發現與本發明相同成分的合金材料。
本發明的目的在于提供一種能耐溴、氯氣腐蝕且能與軟玻璃封接的新型合金。
本發明的目的是通過下列化學成分和工藝來達到的。
一種耐溴氣、氯氣腐蝕的新型封接合金，其特征在于，該合金的化學成分為碳(C) 0.01-0.03%(重量)錳(Mn) 0.1-0.285%(重量)硅(Si) 0.1-0.288%(重量)鎳(Ni) 0.6-1.5%(重量)鈮(Nb) 0.6-1.5%(重量)鉬(Mo) 1-3%(重量)鈰(Ce) 0.001-0.008%(重量)鉻(Cr) 18-24%(重量)鐵(Fe) 69.16-79.589%(重量)上述化學成分的封接合金材料可用真空感應爐冶煉，合金鋼錠通過鍛造、熱軋、冷軋、冷拉等工序加工成各種規格、各種形狀的帶材、管材、絲材和棒材。
本發明所揭示的合金與上述日美等國專利文獻所揭示的各種配方的合金相比，其特點是在鐵(Fe)-鉻(Cr)合金中加入適量的鈮(Nb)、Mo(鉬)、鎳(Ni)和稀土元素鈰(Ce)。使合金在燒氫過程中產生富鈮(Nb)的碳化物，富鉻(Cr)的致密氧化膜層，從而使本合金具有優異的耐溴氣和氯氣的性能。本發明合金的膨脹系數，從室溫到500℃范圍內為10.4-11.6×10-6/℃;它能與計數管常用的型號為DB-403軟玻璃良好地相封接。另外，本發明合金的冷、熱加工性能也十分好，能加工成各種規格、形狀的帶材、管材、絲材和棒材。如可加工成φ2×0.04毫米的管材，甚至能加工成壁厚為0.03毫米的毛細管。
下面將結合具體實施例對本發明作進一步的揭示，以使本發明的優點更為明顯。
實施例1
一種耐溴、氯腐蝕的新型封接合金，其化學成分重量百分數為C 0.029 Mo 2.99Mn 0.285 Ce 0.0078Si 0.288 Cr 23.9Ni 1.485 Fe 余量Nb 1.495對上述化學成分的新型封接合金與常規使用的Cr28合金進行耐腐蝕對比實驗。
耐鹽酸腐蝕試驗試驗條件1.相同鹽酸濃度38%2.相同試驗溫度室溫3.二種材料的表面積相同(均為186.6毫米2)、兩者重量大致相同。
表1未燒氫的Cr28合金與本實施例合金耐鹽酸腐蝕性能比較
從表1和表2可見，兩種材料對鹽酸的腐蝕速度(1)未燒氫的Cr28是未燒氫的實施例1材料的400倍，(2)燒氫的Cr28是燒氫的實施例材料的143倍。
(3)未燒氫的Cr28是燒氫的Cr28的50倍。
(4)未燒氫的實施例1材料是燒氫的實施例1材料的2倍。
從以上的結果表明實施例1材料的耐鹽酸腐蝕大大優于Cr28。
同種材料經燒氫后耐鹽酸腐蝕亦均優于未燒氫前。
實施例2一種耐溴氣、氯氣腐蝕的新型封接合金，其化學成分重量百分數為C 0.019 Mo 2.08Mn 0.26 Ce 0.0042Si 0.25 Cr 21.2Ni 1.1 Fe 余量Nn 1.05上述化學成分的封接合金與常規使用的Cr28不銹鋼進行耐腐蝕對比實驗。
耐氯氣腐蝕試驗試驗條件各取四支相同大小的管殼，分別裝入四個玻管同在真空系統中抽空達10-5mmHg量級，然后均充入130mm油柱純氯氣。
(1)在室溫下存放21天，未見到明顯的變化。
(2)再經加熱200℃，2小時變化不明顯，再加溫400℃10小時，所出現的現象見下表3。
表3
從表3可見實施例2材料耐氯氣腐蝕性優于Cr28，同種材料燒氫后的耐氯氣腐蝕性能優于燒氫前。
耐溴氣腐蝕試驗試驗條件與耐氯氣試驗條件全相同，而溴量為260油柱。
(1)在室溫下存放20天未見到明顯變化。
(2)加熱400℃小時后的變化所出現的現象詳見下表，表4表4
從表4可見實施例2材料的耐溴腐蝕性能優于Cr28，同種材料經燒氫后，耐溴氣腐蝕的性能均優于燒氫前。
實施例3一種耐溴、氯腐蝕的新型封接合金，其化學成分重量百分數為C 0.011 Mo 1.02Mn 0.105 Ce 0.001Si 0.11 Cr 18.1Ni 0.62 Fe 余量Nb 0.61上述化學成分的封接合金與常規使用的Cr28不銹鋼進行加速壽命試驗。
加速壽命試驗條件1.制作工藝條件和測試條件相同;
2.加速電流為50μA，電壓為580V。
表5Cr28和實施例3材料制成的計數管加速壽命試驗
從表5可見，實施例3樣管的加速工作壽命是Cr28材料的3倍左右。
3.本實施例的計數管和Cr28樣管存放三年后性能變化見表6表6
從上面對比實驗不難看出，本發明的新合金其各項理化性能指標均優于普通材料Cr28。從微觀結構分析，Cr28型不銹鋼中碳化物是富Cr的M23C6，它在晶界析出會引起晶界貧鉻，導致晶界腐蝕，本合金中碳化物是富Nb的M6C，從而避免了碳化周圍貧鉻區的存在。而且也使氧化膜致密，有效提高了合金的耐腐蝕性能。
此外，在本發明的合金中加入了鉬(Mo)和鈰(Ce)，能進一步提高耐氯離子腐蝕和氧化膜致密性，改善燒氫后氧化膜組成，所以本發明的合金的耐鹽酸、氯氣和溴氣的腐蝕性均優于普通不銹鋼Cr28。
權利要求
1.一種與軟玻璃封接耐蝕合金，其特征在于，該合金的化學成分重量百分數為碳(C) 0.01-0.03錳(Mn) 0.1-0.285硅(Si) 0.1-0.288鎳(Ni) 0.6-1.5鈮(Nb) 0.6-1.5鉬(Mo) 1-3鈰(Ce) 0.001-0.008鉻(Cr) 18-24鐵(Fe) 余量
2.如權利要求1所述的合金，其特征在于，該合金材料可用真空感應爐冶煉，鋼錠通過鍛造、熱軋、冷軋、冷拉等工序加工成各種規格、各種形狀的帶材、管材、絲材和棒材。
全文摘要
本發明公開了一種與軟玻璃封接新型耐蝕合金，其化學成分重量百分數分別為碳0.01—0.03、錳0.1—0.285、硅0.1—0.288、鎳0.6—1.5、鈮0.6—1.5、鉬1—3、鈰0.001—0.008、鉻18—24和其余為鐵。該新型合金不但具有比普通Cr28不銹鋼更好的耐溴、氯腐蝕性能、且能與軟玻璃封接，該合金價廉物美、能滿足計數管對壽命的要求。
文檔編號C22C38/48GK1094096SQ9310433
公開日1994年10月26日 申請日期1993年4月13日 優先權日1993年4月13日
發明者劉金才, 吳國強, 龔張耀 申請人:上海鋼鐵研究所