Metales de relleno para soldadura fuerte basados en hierro resistentes al calor y a la corrosión.

Material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosión,

que consiste en un 30 a un 75%en peso de Fe, un 35% en peso o inferior de Ni y de un 5 a un 20% en peso de Cr en una cantidad total de Ni y Crde un 15 a un 50% en peso, y un 7% en peso o inferior de Si y de un 4 a un 10% en peso de P en una cantidad totalde Si y P de un 9 a un 13% en peso, y de un 0,3 a un 5% en peso de opcionalmente un 0,5 a un 5% en peso de Mo,opcionalmente una o más clases seleccionadas entre Mn, W, Co, Nb, V y Ta en una cantidad total de un 0,01 a un5% en peso, y/o al menos una clase de Al, Ca, Ti, Zr y Hf en una cantidad de un 0,001 a un 1% en peso, y/o almenos una clase de C y B en una cantidad de un 0,001 a un 0,2% en peso, Cu, y que tiene una temperatura de liquidus de 1100 °C o inferior.

Metales de relleno para soldadura fuerte basados en hierro resistentes al calor y a la corrosion

Campo tecnico La presente invencion se refiere a una composicion de aleacion de material de soldadura fuerte basado en hierro, mas especificamente a un material para soldadura fuerte basado en hierro resistente a la corrosion y al calor que tiene excelentes resistencia al calor y resistencia a la corrosion, buena humectabilidad frente a materiales base de acero inoxidable y alta resistencia y requiere bajo coste, que se usa para la soldadura fuerte de diversas piezas de materiales base de acero inoxidable (especialmente ferriticos) y similares en la preparacion de diversos intercambiadores de calor tales como refrigeradores EGR (recirculacion de gases de escape) .

Tecnica anterior

Los materiales de soldadura fuerte basados en Ni-Cr-P-Si de los siguientes Documentos de Patente 1 y 2, que ya se habian sugerido por los presentes inventores, se usan ampliamente para la soldadura fuerte de piezas de acero inoxidable en la produccion de diversos intercambiadores de calor tales como refrigeradores EGR.

20 Documento de Patente 1: Documento de Patente Japonesa N° 3168158

Documento de Patente 2: Documento de Patente Japonesa N° 3354922 Sin embargo, en los ultimos aros, debido a la circunstancia de que la clase de acero inoxidable que se usa como material base en las piezas esta cambiando de austenitico a ferritico, se ha observado en algunos de los materiales de soldadura fuerte basados en Ni-Cr-P-Si de los documentos de patente mencionados anteriormente la desventaja de que la estructura (cristalitas) del material base queda engrosada despues de la soldadura fuerte cuando se usa para un material base de acero inoxidable ferritico, con lo que disminuye la resistencia de la pieza soldada. Se ha descubierto que este engrosamiento de la estructura esta causado por la cantidad de Cr contenida en el material de soldadura de Ni, y que la cantidad de Cr se debe reducir a menos de un 20% en peso.

Ademas, debido a la reciente escalada de los costes del Ni metalico y del Cr metalico, se han elevado los costes de los materiales de soldadura fuerte de Ni, y se desea especialmente un material de soldadura fuerte de bajo coste con un descenso de la cantidad de Ni. Dado que un material de soldadura fuerte basado en hierro para intercambiadores de calor basados en Fe tiene un bajo coste, se divulga en los siguientes Documentos de Patente 3

a 6. Sin embargo, algunas composiciones entre las composiciones que se muestran en los ejemplos del Documento de Patente 3 no son practicas debido a su elevada temperatura de fusion, baja resistencia y similares. Se espera que, cuando se lleva a cabo la soldadura fuerte en un material base de acero inoxidable ferritico, la estructura (cristalitas) del material base puede quedar engrosada y la resistencia de la pieza de soldadura puede disminuir dado que el material base contiene Cr en un 20% en peso o superior, aunque esto no se puede demostrar en el

Documento de Patente 4 dado que el documento no incluye ningun ejemplo.

Documento de Patente 3: Documento de Publicacion de Patente Japonesa Abierta a la Inspeccion Publica N° 2004-512964 Documento de Patente 4: Documento de Publicacion de Patente Japonesa Abierta a la Inspeccion Publica N°

2008-12592 Documento de Patente 5: Documento WO 2008/060225 A1 Documento de Patente 6: Documento WO 02/38327 A1

Divulgacion de la invencion 50 Problemas a solucionar por la invencion La presente invencion se centra en los problemas mencionados anteriormente y se dirige a proporcionar un material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion que se pueda soldar a una temperatura 55 practica (1120 'C o inferior) para la soldadura fuerte de diversas piezas de acero inoxidable, especialmente piezas de material base de acero inoxidable ferritico, tenga una buena humectabilidad frente al material base, no cause el engrosamiento de la estructura del material base, tenga una excelente resistencia a la corrosion frente a acido sulfurico y acido nitrico, pueda proporcionar una alta resistencia, y requiera bajos costes.

Medios para resolver los problemas Para resolver los problemas mencionados anteriormente, los presentes inventores pensaron que los problemas se pueden resolver mediante la reciente revision de los intervalos eficaces de los componentes del material de soldadura de Ni que tiene una composicion de Ni-Cr-P-Si divulgada en el Documento de patente 2 mencionado 65 anteriormente y la mejora del material de soldadura fuerte mediante el descubrimiento de componentes principales y componentes adicionales eficaces que mejoren adicionalmente las propiedades, construyendo de ese modo una composicion de material de soldadura fuerte que tenga mejores propiedades, e investigaciones continuadas.

Como resultado, se descubrio que el engrosamiento de la estructura del material base (cristalitas) en la soldadura fuerte de un material base de acero inoxidable ferritico se puede eliminar mediante la disminucion de la cantidad de Cr hasta un 20% en peso o inferior en una aleacion de material de soldadura fuerte basado en hierro, el coste puede disminuir usando Fe como componente principal y disminuir la cantidad del caro Ni hasta una cantidad eficaz, y se puede aumentar la resistencia de la aleacion del material de la soldadura fuerte. Es decir, los inventores no se han preocupado de la categoria de los materiales convencionales de soldadura fuerte de Ni y han construido una nueva aleacion de material de soldadura fuerte usando Fe-Cr-Ni como componente principal, han descubierto ademas los intervalos de la cantidad de Si, de la cantidad de P y de la cantidad total de Si y P que disminuyen la temperatura de fusion de la aleacion hasta una temperatura que permite su uso como material de soldadura fuerte, y han descubierto que la resistencia a la corrosion mejora adicionalmente mediante la adicion de Mo y Cu.

Es decir, la presente invencion es un material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion que contiene de un 30 a un 75% en peso de Fe, un 35% en peso o inferior de Ni y de un 5 a un 20% en peso de Cr en una cantidad total de Ni y Cr de un 15 a un 50% en peso, y un 7% en peso o inferior de Si y de un 4 a un 10% en peso de P en una cantidad total de Si y P de un 9 a un 13% en peso, y de un 0, 3 a un 5% en peso de Cu opcionalmente un 0, 5 a un 5% en peso de Mo, opcionalmente una o mas clases seleccionadas entre Mn, W, Co, Nb, V y Ta en una cantidad total de un 0, 01 a un 5% en peso y/o al menos una clase de Al, Ca, Ti, Zr y Hf en una cantidad de un 0, 001 a un 1% en peso y/o al menos una clase de C y B en una cantidad de un 0, 001 a un 0, 2% en peso, y que tiene una temperatura de liquidus de 1100 'C o inferior. Preferentemente, el material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion contiene 0, 5 a 5 en peso de Mo, y de un 1 un 7% en peso de Mo y Cu en cantidad total. En otra realizacion, el material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion contiene una o mas clases seleccionadas entre Mn, W, Co, Nb, V y Ta en una cantidad total de un 0, 01 a un 5% en peso y/o al menos una clase de Al, Ca, Ti, Zr y Hf en una cantidad de un 0, 001 a un 1% en peso y/o al menos una clase de C y B en una cantidad de un 0, 001 a un 0, 2% en peso.

Efecto de la invencion Dado que el material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion de la presente invencion tiene las siguientes caracteristicas, el material de soldadura fuerte exhibe un efecto en la aplicacion de diversos intercambios de calor y similares, tales como refrigeradores EGR.

(1) Dado que la temperatura de liquidus es de 1100 'C o inferior, la soldadura se puede llevar a cabo una 35 temperatura practica (1120 'C o inferior) .

(2) Dado que temperatura de solidus es de 1000 'C o superior, la resistencia al calor es buena.

(3) La resistencia de la aleacion del material de soldadura fuerte en si misma es alta.

(4) La humectabilidad-extensibilidad frente a diversas especies de acero inoxidable es buena.

(5) La resistencia a la corrosion frente al acido sulfurico y al acido nitrico es excelente.

(6) La estructura del material base (cristalitas) no queda engrosada despues de la soldadura ni siquiera en acero inoxidable ferritico, y se puede obtener una alta resistencia.

Mejor modo de llevar a cabo la invencion 45 La razon por la que los intervalos de las cantidades de los respectivos componentes se limitan como se ha indicado anteriormente en la presente invencion se describe a continuacion.

El material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion de la presente invencion... [Seguir leyendo]

1. Material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion, que consiste en un 30 a un 75% en peso de Fe, un 35% en peso o inferior de Ni y de un 5 a un 20% en peso de Cr en una cantidad total de Ni y Cr 5 de un 15 a un 50% en peso, y un 7% en peso o inferior de Si y de un 4 a un 10% en peso de P en una cantidad total de Si y P de un 9 a un 13% en peso, y de un 0, 3 a un 5% en peso de Cu opcionalmente un 0, 5 a un 5% en peso de Mo, opcionalmente una o mas clases seleccionadas entre Mn, W, Co, Nb, V y Ta en una cantidad total de un 0, 01 a un 5% en peso, y/o al menos una clase de Al, Ca, Ti, Zr y Hf en una cantidad de un 0, 001 a un 1% en peso, y/o al menos una clase de C y B en una cantidad de un 0, 001 a un 0, 2% en peso, Cu, y que tiene una temperatura de liquidus de 1100 'C o inferior.

2. El material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende 05 a 5% en peso de Mo.

3. El material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion de acuerdo con las reivindicaciones 1-2, donde la cantidad total de Mo y Cu es de un 1 a un 7% en peso.

4. El material de soldadura fuerte basado en hierro resistente al calor y a la corrosion de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende una o mas clases seleccionadas entre Mn, W, Co, Nb, V y Ta en una cantidad total de un 0, 01 a un 5% en peso y/o al menos una clase de Al, Ca, Ti, Zr y Hf en una cantidad de un 0, 001 a un 1% en peso y/o al menos una clase de C y B en una cantidad de un 0, 001 a un 0, 2% en peso.