专利名称：与软玻璃封接耐蚀合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铁铬基合金、特别是涉及一种耐溴气、氯气腐蚀的并且能与软玻璃进行封接的合金材料。
测量α、β、γ射线能量的计数管，在管内均充有溴气、氯气等，其目的在于使计数管内的电子不产生二次电离作用。因此，计数管所用金属材料必须耐溴、氯等气体的腐蚀，如果金属材料耐腐蚀性能差，则计数管的内壁将会因被腐蚀而发生变化，这将使计数管的性能参数发生波动而影响测量的精度。所以如何使计数管在长期使用期间技术参数稳定，是当今国内外该行业急需解决的问题。本合金不但具有良好耐溴、氯腐蚀的性能，而且能与软玻璃进行封接，其室温到500℃范围内膨胀系数为10.4-11.6×10-6/℃。
日本专利特开昭61-147850、特开昭62-188753和特开昭62-44526分别公开了铁(Fe)-锰(Mn)-铌(Nb)-铬(Cr)-铝(Al)系统的合金配方，以作为玻璃封接用合金。同样，铁(Fe)-锰(Mn)-铬(Cr)-铍(Be)系统的合金配方也在特开昭62-188751和62-188752中被公开。另外，在美国专利4，711，826和4，816，216中分别阐述了一种具有改进的玻璃封接性能的铁(Fe)-镍(Ni)合金材料。美国专利4，214，903和4，083，718中也揭示了作为封接材料的铋(Bi)-锡(Sn)-铟(In)合金。在美国专利4，492，603和3，929，470中揭示了铁(Fe)-镍(Ni)-铬(Cr)合金作为封接材料。综上所述，从化学成分的设计方面，尚未发现与本发明相同成分的合金材料。
本发明的目的在于提供一种能耐溴、氯气腐蚀且能与软玻璃封接的新型合金。
本发明的目的是通过下列化学成分和工艺来达到的。
一种耐溴气、氯气腐蚀的新型封接合金，其特征在于，该合金的化学成分为碳(C) 0.01-0.03%(重量)锰(Mn) 0.1-0.285%(重量)硅(Si) 0.1-0.288%(重量)镍(Ni) 0.6-1.5%(重量)铌(Nb) 0.6-1.5%(重量)钼(Mo) 1-3%(重量)铈(Ce) 0.001-0.008%(重量)铬(Cr) 18-24%(重量)铁(Fe) 69.16-79.589%(重量)上述化学成分的封接合金材料可用真空感应炉冶炼，合金钢锭通过锻造、热轧、冷轧、冷拉等工序加工成各种规格、各种形状的带材、管材、丝材和棒材。
本发明所揭示的合金与上述日美等国专利文献所揭示的各种配方的合金相比，其特点是在铁(Fe)-铬(Cr)合金中加入适量的铌(Nb)、Mo(钼)、镍(Ni)和稀土元素铈(Ce)。使合金在烧氢过程中产生富铌(Nb)的碳化物，富铬(Cr)的致密氧化膜层，从而使本合金具有优异的耐溴气和氯气的性能。本发明合金的膨胀系数，从室温到500℃范围内为10.4-11.6×10-6/℃;它能与计数管常用的型号为DB-403软玻璃良好地相封接。另外，本发明合金的冷、热加工性能也十分好，能加工成各种规格、形状的带材、管材、丝材和棒材。如可加工成φ2×0.04毫米的管材，甚至能加工成壁厚为0.03毫米的毛细管。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的揭示，以使本发明的优点更为明显。
实施例1
一种耐溴、氯腐蚀的新型封接合金，其化学成分重量百分数为C 0.029 Mo 2.99Mn 0.285 Ce 0.0078Si 0.288 Cr 23.9Ni 1.485 Fe 余量Nb 1.495对上述化学成分的新型封接合金与常规使用的Cr28合金进行耐腐蚀对比实验。
耐盐酸腐蚀试验试验条件1.相同盐酸浓度38%2.相同试验温度室温3.二种材料的表面积相同(均为186.6毫米2)、两者重量大致相同。
表1未烧氢的Cr28合金与本实施例合金耐盐酸腐蚀性能比较
从表1和表2可见，两种材料对盐酸的腐蚀速度(1)未烧氢的Cr28是未烧氢的实施例1材料的400倍，(2)烧氢的Cr28是烧氢的实施例材料的143倍。
(3)未烧氢的Cr28是烧氢的Cr28的50倍。
(4)未烧氢的实施例1材料是烧氢的实施例1材料的2倍。
从以上的结果表明实施例1材料的耐盐酸腐蚀大大优于Cr28。
同种材料经烧氢后耐盐酸腐蚀亦均优于未烧氢前。
实施例2一种耐溴气、氯气腐蚀的新型封接合金，其化学成分重量百分数为C 0.019 Mo 2.08Mn 0.26 Ce 0.0042Si 0.25 Cr 21.2Ni 1.1 Fe 余量Nn 1.05上述化学成分的封接合金与常规使用的Cr28不锈钢进行耐腐蚀对比实验。
耐氯气腐蚀试验试验条件各取四支相同大小的管壳，分别装入四个玻管同在真空系统中抽空达10-5mmHg量级，然后均充入130mm油柱纯氯气。
(1)在室温下存放21天，未见到明显的变化。
(2)再经加热200℃，2小时变化不明显，再加温400℃10小时，所出现的现象见下表3。
表3
从表3可见实施例2材料耐氯气腐蚀性优于Cr28，同种材料烧氢后的耐氯气腐蚀性能优于烧氢前。
耐溴气腐蚀试验试验条件与耐氯气试验条件全相同，而溴量为260油柱。
(1)在室温下存放20天未见到明显变化。
(2)加热400℃小时后的变化所出现的现象详见下表，表4表4
从表4可见实施例2材料的耐溴腐蚀性能优于Cr28，同种材料经烧氢后，耐溴气腐蚀的性能均优于烧氢前。
实施例3一种耐溴、氯腐蚀的新型封接合金，其化学成分重量百分数为C 0.011 Mo 1.02Mn 0.105 Ce 0.001Si 0.11 Cr 18.1Ni 0.62 Fe 余量Nb 0.61上述化学成分的封接合金与常规使用的Cr28不锈钢进行加速寿命试验。
加速寿命试验条件1.制作工艺条件和测试条件相同;
2.加速电流为50μA，电压为580V。
表5Cr28和实施例3材料制成的计数管加速寿命试验
从表5可见，实施例3样管的加速工作寿命是Cr28材料的3倍左右。
3.本实施例的计数管和Cr28样管存放三年后性能变化见表6表6
从上面对比实验不难看出，本发明的新合金其各项理化性能指标均优于普通材料Cr28。从微观结构分析，Cr28型不锈钢中碳化物是富Cr的M23C6，它在晶界析出会引起晶界贫铬，导致晶界腐蚀，本合金中碳化物是富Nb的M6C，从而避免了碳化周围贫铬区的存在。而且也使氧化膜致密，有效提高了合金的耐腐蚀性能。
此外，在本发明的合金中加入了钼(Mo)和铈(Ce)，能进一步提高耐氯离子腐蚀和氧化膜致密性，改善烧氢后氧化膜组成，所以本发明的合金的耐盐酸、氯气和溴气的腐蚀性均优于普通不锈钢Cr28。
权利要求
1.一种与软玻璃封接耐蚀合金，其特征在于，该合金的化学成分重量百分数为碳(C) 0.01-0.03锰(Mn) 0.1-0.285硅(Si) 0.1-0.288镍(Ni) 0.6-1.5铌(Nb) 0.6-1.5钼(Mo) 1-3铈(Ce) 0.001-0.008铬(Cr) 18-24铁(Fe) 余量
2.如权利要求1所述的合金，其特征在于，该合金材料可用真空感应炉冶炼，钢锭通过锻造、热轧、冷轧、冷拉等工序加工成各种规格、各种形状的带材、管材、丝材和棒材。
全文摘要
本发明公开了一种与软玻璃封接新型耐蚀合金，其化学成分重量百分数分别为碳0.01—0.03、锰0.1—0.285、硅0.1—0.288、镍0.6—1.5、铌0.6—1.5、钼1—3、铈0.001—0.008、铬18—24和其余为铁。该新型合金不但具有比普通Cr28不锈钢更好的耐溴、氯腐蚀性能、且能与软玻璃封接，该合金价廉物美、能满足计数管对寿命的要求。
文档编号C22C38/48GK1094096SQ9310433
公开日1994年10月26日 申请日期1993年4月13日 优先权日1993年4月13日
发明者刘金才, 吴国强, 龚张耀 申请人:上海钢铁研究所