Brazing vun Superalloys

Brazing vun Superalloys

(1) Brazing Charakteristiken Superlegierungen kënnen an dräi Kategorien opgedeelt ginn: Néckelbasis, Eisenbasis a Kobaltbasis.Si hunn gutt mechanesch Eegeschaften, Oxidatiounsbeständegkeet a Korrosiounsbeständegkeet bei héijen Temperaturen.Nickel Basislegierung ass am meeschte verbreet an der praktescher Produktioun.

D'Superlegierung enthält méi Cr, a Cr2O3 Oxidfilm, dee schwéier ze entfernen ass, gëtt op der Uewerfläch wärend der Heizung geformt.Nickel Basis Superlegierungen enthalen Al an Ti, déi einfach ze oxidéieren wann se erhëtzt ginn.Dofir, fir d'Oxidatioun vun Superlegierungen während der Heizung ze vermeiden oder ze reduzéieren an den Oxidfilm ze läschen ass de primäre Problem wärend der Lötung.Wéi Borax oder Borsäure am Flux kann d'Korrosioun vum Basismetall bei der Lodetemperatur verursaachen, kann de Bor, deen no der Reaktioun ausgefall ass, an d'Basismetall penetréieren, wat zu enger intergranulärer Infiltratioun resultéiert.Fir Goss Néckelbasislegierungen mat héijen Al- a Ti-Inhalter, däerf de Vakuumgrad am waarme Staat net manner wéi 10-2 ~ 10-3pa sinn wärend der Lëftung fir Oxidatioun op der Legierungsfläch während der Heizung ze vermeiden.

Fir Léisung verstäerkt an Nidderschlag verstäerkt Néckel Basis Legierungen, soll d'Lofttemperatur konsequent mat der Heiztemperatur vun der Léisungsbehandlung sinn fir déi voll Opléisung vun Legierungselementer ze garantéieren.D'Löttemperatur ass ze niddreg, an d'Legierungselementer kënnen net komplett opgeléist ginn;Wann d'Löttemperatur ze héich ass, wäerte d'Basismetallkorn wuessen, an d'Materialeigenschaften ginn och no der Hëtztbehandlung net restauréiert.Déi zolidd Léisungstemperatur vu Gossbasislegierungen ass héich, wat allgemeng d'Materialeigenschaften net beaflosst wéinst ze héijer Löttemperatur.

E puer Néckelbasis Superlegierungen, besonnesch Nidderschlag verstäerkt Legierungen, hunn d'Tendenz vu Stressrëss.Ier d'Lötung muss de Stress, deen am Prozess geformt gëtt, komplett ofgeschaaft ginn, an den thermesche Belaaschtung sollt miniméiert ginn beim Löten.

(2) Brazing Material Nickel Basis Legierung kann mat Sëlwer Basis, pure Kupfer, Néckel Basis an aktiv solder soldered ginn.Wann d'Aarbechtstemperatur vum Gelenk net héich ass, kënne Sëlwerbaséiert Materialien benotzt ginn.Et gi vill Aarte vu Sëlwerbaséierter Solder.Fir den internen Belaaschtung bei der Heizung vum Schlof ze reduzéieren, ass et am beschten d'Löt mat enger niddereger Schmelztemperatur ze wielen.Fb101 Flux ka benotzt ginn fir d'Lötung mat Sëlwerbasis Füllmetall.Fb102 Flux gëtt benotzt fir d'Loft Nidderschlag verstäerkt Superlegierung mat dem héchsten Aluminiumgehalt, an 10% ~ 20% Natriumsilikat oder Aluminiumflux (wéi fb201) gëtt bäigefüügt.Wann d'Lottemperatur méi wéi 900 ℃ ass, gëtt de Fb105 Flux ausgewielt.

Wann Dir am Vakuum oder Schutzatmosphär lassléist, kann pure Kupfer als Léierfüllmetall benotzt ginn.D'Löttemperatur ass 1100 ~ 1150 ℃, an d'Gelenk wäert keng Stressrëss produzéieren, awer d'Aarbechtstemperatur däerf net méi wéi 400 ℃ sinn.

Nickelbasis-Löt-Füllmetal ass dat am meeschte benotzte Lötfüllmetal an Superlegierungen wéinst senger gudder Héichtemperaturleistung a kee Stressrëss beim Schold.D'Haaptlegierungselementer am Nickelbasissolder sinn Cr, Si, B, an eng kleng Quantitéit Löt enthält och Fe, W, asw. vun B an d'Basismetall an erhéijen d'Schmelztemperaturintervall.Et ass e Léierfüllmetal fir d'Héichtemperaturaarbechtsdeeler an d'Turbinblades ze solden.Wéi och ëmmer, d'Flëssegkeet vu W-haltege Solder gëtt méi schlëmm an de Gelenkspalt ass schwéier ze kontrolléieren.

D'aktiv Diffusioun brazing Filler Metal enthält kee Si Element an huet excellent Oxidatioun Resistenz an Vulkaniséierung Resistenz.D'Löttemperatur kann vun 1150 ℃ bis 1218 ℃ ausgewielt ginn, jee no der Solderart.Nom Loun kann d'Lotverbindung mat de selwechte Eegeschafte wéi de Basismetall no 1066 ℃ Diffusiounsbehandlung kritt ginn.

(3) Brazing Prozess Nickel Basis Legierung kann Loun an Schutzatmosphär Schmelzhäre adoptéieren, Vakuum brazing an transient Flëssegket Phase Verbindung.Virun d'Lötung muss d'Uewerfläch ofgeschmiert ginn an den Oxid duerch Sandpapierpoléieren, Filzradpoléieren, Aceton-Scrubbing a chemesch Botzen ofgeschaaft ginn.Wann Dir d'Parameteren vum Brazingprozess auswielen, sollt et bemierkt ginn datt d'Heiztemperatur net ze héich sollt sinn an d'Lötzäit sollt kuerz sinn fir eng staark chemesch Reaktioun tëscht dem Flux an dem Basismetall ze vermeiden.Fir d'Basismetall ze verhënneren aus Rëss, sollen déi kal veraarbecht Deeler Stress erliichtert ginn virum Schweißen, an d'Schweißheizung soll esou eenheetlech wéi méiglech sinn.Fir Nidderschlag verstäerkt Superlegierungen, sollen d'Deeler fir d'éischt eng zolidd Léisungsbehandlung ënnerworf ginn, duerno bei enger Temperatur liicht méi héich wéi d'Alterungsverstäerkungsbehandlung gelout, a schliisslech d'Alterungsbehandlung.

1) Brazing am Schutzatmosphär Schmelzhäre am Schutzatmosphärofen erfuerdert héich Rengheet vum Schutzgas.Fir Superlegierungen mat w (AL) a w (TI) manner wéi 0,5%, soll den Taupunkt manner wéi -54 ℃ sinn wann Waasserstoff oder Argon benotzt gëtt.Wann den Inhalt vun Al an Ti eropgeet, oxidéiert d'Legierungsfläch nach ëmmer wann se erhëtzt ginn.Déi folgend Moossname musse getraff ginn;Füügt eng kleng Quantitéit vu Flux (wéi fb105) a läscht den Oxidfilm mat Flux;0.025 ~ 0.038mm décke Beschichtung ass op der Uewerfläch vun Deeler plated;Spray de solder op der Uewerfläch vum Material, deen am Viraus geschnidden gëtt;Füügt eng kleng Quantitéit vu Gasflux, wéi Bortrifluorid.

2) Vakuum-Lötung Vakuum-Lötung gëtt wäit benotzt fir e bessere Schutzeffekt a Léierqualitéit ze kréien.Gesinn Dësch 15 fir déi mechanesch Eegeschafte vun typesch Néckel Basis superalloy Gelenker.Fir Superlegierungen mat w (AL) a w (TI) manner wéi 4%, ass et besser eng Schicht vun 0,01 ~ 0,015 mm Néckel op der Uewerfläch ze elektroplatéieren, obwuel d'Befeuchtung vum Löt ouni speziell Virbehandlung garantéiert ka ginn.Wann w (AL) a w (TI) méi wéi 4% sinn, soll d'Dicke vun der Nickelbeschichtung 0,020,03 mm sinn.Ze dënn Beschichtung huet kee Schutzeffekt, an ze décke Beschichtung reduzéiert d'Kraaft vum Gelenk.D'Deeler, déi geschweest ginn, kënnen och an d'Këscht fir Vakuum-Laden plazéiert ginn.D'Këscht soll mat Getter gefëllt ginn.Zum Beispill absorbéiert Zr Gas bei héijer Temperatur, wat e lokale Vakuum an der Këscht bilden kann, sou datt d'Oxidatioun vun der Legierungsfläch verhënnert gëtt.

Table 15 mechanesch Eegeschafte vu Vakuum Brazed Joints vun typeschen Nickel Basis Superlegierungen

D'Mikrostruktur an d'Kraaft vun der brazed Gelenk vun Superalloy änneren mat der brazing Spalt, an der Diffusioun Behandlung no brazing wäert de maximal zulässlech Wäert vun der gemeinsamer Spalt weider Erhéijung.Huelt d'Inconel Legierung als Beispill, kann de maximalen Spalt vun Inconel Gelenk mat b-ni82crsib 90um no Diffusiounsbehandlung bei 1000 ℃ fir 1H erreechen;Wéi och ëmmer, fir d'Gelenker, déi mat b-ni71crsib gelount sinn, ass de maximale Spalt ongeféier 50um no der Diffusiounsbehandlung bei 1000 ℃ fir 1H.

3) Transient Flëssegphaseverbindung transient Flëssegphaseverbindung benotzt d'Interlayer Legierung (ongeféier 2,5 ~ 100um déck), deem säi Schmelzpunkt méi niddereg ass wéi d'Basismetall als Füllmetall.Ënnert engem klengen Drock (0 ~ 0.007mpa) an enger passender Temperatur (1100 ~ 1250 ℃), schmëlzt d'Zwëschenlagermaterial fir d'éischt a befeucht d'Basismetall.Wéinst der séierer Diffusioun vun Elementer geschitt isothermesch Verstäerkung am Gelenk fir d'Gelenk ze bilden.Dës Method reduzéiert staark de passende Ufuerderunge vun der Basismetallfläch a reduzéiert de Schweessdrock.D'Haaptparameter vun der transienter Flëssegphaseverbindung sinn Drock, Temperatur, Haltzäit an Zesummesetzung vum Interlayer.Fëllt manner Drock un fir d'Materfläche vum Schweess a guddem Kontakt ze halen.Heiztemperatur an Zäit hunn e groussen Impakt op d'Leeschtung vum Gelenk.Wann d'Gelenk erfuerderlech ass sou staark wéi d'Basismetall ze sinn an net d'Performance vum Basismetall beaflosst, sinn d'Verbindungsprozessparameter vun héijer Temperatur (wéi ≥ 1150 ℃) a laang Zäit (wéi 8 ~ 24h) adoptéiert;Wann d'Verbindungsqualitéit vum Gelenk reduzéiert gëtt oder d'Basismetall net héich Temperaturen widderstoen kann, soll eng méi niddreg Temperatur (1100 ~ 1150 ℃) an eng méi kuerz Zäit (1 ~ 8h) benotzt ginn.D'Zwëschenschicht soll déi verbonne Basismetall Zesummesetzung als Basiskompositioun huelen, a verschidde Killelementer addéieren, wéi B, Si, Mn, Nb, asw. al-3.3ti-5mo, an d'Zesummesetzung vun Tëschenzäit Layer fir transient Flëssegket Phase Verbindung ass b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.All dës Elementer kënnen d'Schmelztemperatur vun Ni Cr oder Ni Cr Co Legierungen op déi niddregst reduzéieren, awer den Effekt vu B ass am offensichtlechsten.Zousätzlech kann déi héich Diffusiounsquote vu B séier d'Zwëschenlagerlegierung a Basismetall homogeniséieren.