Соединения, подученные с применением припоев никель - марганец, серебро - Марганец, при температуре испытания 800° С имеют σв = 9 кгс/мм2, при длительном нагружении в этих условиях среднее время до разрушения при напряжении на срез 4 кгс/мм2 составляет 27 ч.
Прочность при 800° С соединений, паянных припоем состава 75% Ag, 20% Pd, 5% Мп, ниже, чем соединений, паянных медными припоями.
Достаточной прочностью при высоких температурах обладают соединения жаропрочных сплавов, паянных припоями на основе никеля. Легирующими компонентами, способствующими повышению жаропрочности, служат хром, кремний, молибден и некоторые другие элементы.
Припои на основе никеля с добавками до 30% Сr хотя и обеспечивают необходимую жаропрочность, по имеют высокую температуру пайки.
Для снижения температуры плавления хромо-никелевых припоев применяют бор, бериллий, кремний, германий, палладий, марганец. Все эти элементы, за исключением палладия и марганца, значительно понижают пластичность никелевых сплавов.
Для пайки жаропрочных сплавов широкое распространение получили припои системы никель - хром - бор (бериллий, кремний). Эти припои используют в виде порошков или паст, приготовленных на органической связке.
В качестве связки служит акриловая смола или толуол, которые сгорают в процессе пайки, не оставляя шлама. Припои хорошо растекаются по жаропрочным сплавам в среде аргона, гелия, или в вакууме 10-3 мм рт. ст.
Соединения обладают высокой жаропрочностью и коррозионной стойкостью, однако пластичность их низкая. Длительный отжиг, который совмещают с процессом пайки, повышает пластичность соединений за счет диффузии бора, бериллия и кремния в паяемый металл.
В процессе пайки возможно значительное растворение основного металла в припое, особенно, когда между ними образуются легкоплавкие фазы.
При пайке жаропрочных сплавов припоями, содержащими бор, происходит значительное растворение основного металла и проникновение припоя по границам зерен. Поэтому эти припои непригодны для пайки тонкостенных конструкций.
В зарубежной литературе для пайки жаропрочных сплавов приводится ряд припоев на основе никеля.
1. «Кольманой 6»: 72% Ni; 15% Сг; 4% Fe; 3,75% Р; 4,5% Si; 0,45% С; температура плавления 1010-1070°С.
2. «Никробрейз»; 70,5% Ni; 16,5% Сг; 4% В; 4% S; 1,0% С; 4% Fe; температура плавления 1010-1076°С.
3. «Сольбрейз»: 60-85% Ni; 20% Сг; до 30% Мп; 0,6-2% Si; 3% В; температура плавления 950-1070°С.
Например, соединения стали 37Х12Н8Г8МФБ в атмосфере водорода при температуре 1175° С, паянные припоем «Кольманой 6», обеспечивают предел прочности σв = 24 кгс/мм2 при температуре 700°С в течение 112 ч.
При пайке сплавов типа ХН77ТЮР эти припои активно растворяют основной металл и проникают по границам зерен.
Пластичность соединений, паянных этими припоями, можно повысить путем отжига в вакууме или аргоне при температуре ниже температуры пайки на 100-150°С.
При этом повышаются прочность соединений и температура распая за счет испарения и диффузии в основной металл ряда компонентов. Соединения, паянные этими припоями, могут работать до температуры 800° С.
Например, для пайки газовых турбин за рубежом применяют припой следующего состава 36% Ni; 10% Сг; 54% Мп, имеющий температуру плавления 1086-1170°С.
Для улучшения растекания в припой этой системы вводят Fe, Си, Si и В. Для повышения жаропрочности и коррозионной стойкости вводят Al, Ti, Mo, Nb, а для придания им самофлюсующих свойств вводят Li, К, Na. Пайку производят в аргоне, в смеси аргона с фтористым водородом или трехфтористым бором, или в вакууме 10-4 мм рт. ст.
Припои этой системы значительно меньше растворяют основной металл и меньше проникают по границам зерен по сравнению с высоконикелевыми припоями с бором. Эти припои применяют для пайки теплообменников, деталей ракетных и реактивных двигателей, плакированных нихромом или другими металлами.